金屬材料精品導學案

1、金屬材料【學習目標】1掌握金屬與氧氣的反應及化學方程式。2掌握金屬的活動性順序及其與酸的反應劇烈程度的差異性。【學習過程】一、金屬與氧氣的反應在學習“氧氣的性質(zhì)”時，我們已經(jīng)知道，很多金屬如鐵、鎂在點燃的條件下能與氧氣反 應（鐵只能在純氧氣中燃燒，而鎂在空氣中就可以劇烈燃燒）：曰燃點燃3Fe+2O ' FaQ2Mg+02 ' 2MgO鋁在常溫下放在空氣中就能與氧氣反應，在其表面形成一層致密的氧化膜，從而阻止鋁進 一步氧化，因此鋁具有很好的抗腐蝕性能。常涂在鐵的表面，來保護鐵。通常所說的“銀粉”， 其實就是鋁粉。4AI+3Q=2Al2O銅的耐腐蝕性也很好，是因為銅在常溫下幾乎不與

2、氧氣反應；在加熱的條件下，銅也能與氧氣反應：2Cu+0 2CuO你肯定聽說過“真金不怕火煉”的說法，金在高溫下也不與氧氣反應，說明金的化學性質(zhì) 非常穩(wěn)定。從以上事實可以看出，不同的金屬活動性不同：鎂、鋁較活潑，鐵、銅次之，金最不活潑。狀元筆記鋁的耐腐蝕性好不是因為鋁的化學性質(zhì)不活潑，而是因為鋁的“自我保護意識”很強，能 與空氣中的氧氣迅速反應形成致密的氧化膜， 起了隔絕氧氣的作用，使里面的鋁不能繼續(xù)被氧 化而腐蝕。示例下列事實與金屬的化學性質(zhì)無關的是（）A. 將鋁粉涂在鐵器的表面以保護鐵B. 真金不怕火煉C. 鎢在咼溫下不熔化D. 燃燒鎂做照明彈解析：將鋁粉涂在鐵器的表面以保護鐵，是因為鋁在常

3、溫下能與氧氣反應形成致密的氧化 膜，從而保護易生銹的鐵；真金不怕火煉是因為金的化學性質(zhì)穩(wěn)定，高溫下也不與氧氣反應； 鎂做照明彈，是因為鎂容易燃燒，發(fā)出耀眼的強光。以上事實都與金屬的化學性質(zhì)有關。而鎢 在高溫下不熔化是因為鎢的熔點很高，這是物理性質(zhì)。答案：C狀元筆記“真金不怕火煉”不是說真金在高溫下不熔化（其實金的熔點比較低，比鐵低得多），而是說金的化學性質(zhì)很穩(wěn)定，高溫下也不與氧氣反應。因此金飾品即使高溫熔化后再加工， 依然 色澤鮮艷。二、金屬活動性順序1金屬與酸的反應活動性不同的金屬，與酸反應的劇烈程度不同?；顒优c探究：將鎂、鋅、鐵、銅分別放入酸中，觀察反應的劇烈程度。稀鹽酸稀硫酸現(xiàn)象化學方程

4、式現(xiàn)象化學方程式劇烈反應，有 大量氣泡產(chǎn)鎂生，溶液呈無色Mg+2HCI=MgC+HT劇烈反應，有 大量氣泡產(chǎn) 生，溶液呈無 色Mg+HSO=MgSOHj反應較快，有 大量氣泡產(chǎn) 生，溶液呈無 色Zn+2HCI=Z nQ+HT反應較快，有 大量氣泡產(chǎn) 生，溶液呈無 色Zn+HSO=ZnSO" T有少量氣泡 產(chǎn)生，反應 慢，溶液由無 色變?yōu)闇\綠 色Fe+2HCI=FeC2l+HT有少量氣泡產(chǎn) 生，反應慢， 溶液由無色變 為淺綠色Fe+HSO=FeSOH T銅無現(xiàn)象不反應無現(xiàn)象不反應結論：銅不與稀鹽酸（稀硫酸）反應，鎂、鋅、鐵都能與稀鹽酸（稀硫酸）反應，但反應的劇烈程度不同。由此可知，這四

5、種金屬在溶液中的活動性順序是Mg> Zn> Fe> Cs根據(jù)金屬能否與酸反應，可以把金屬分為兩大類：（如下圖所示的卡通圖中產(chǎn)生氣體的是能與酸反應的，且產(chǎn)生氣體越厲害，說明反應速率越快；不產(chǎn)生氣體的是不能與酸反應的）狀元筆記+2價），分別為FeCl2單質(zhì)鐵與稀鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應時，生成的是亞鐵鹽（即鐵元素為 和FeSQ,而不能寫成FeCb和Fe2（SCO）3,且亞鐵鹽溶液都為淺綠色。狀元筆記實驗室制取氫氣時，之所以選擇鋅而不選擇鎂或鐵，是因為鎂反應太快，鐵反應太慢，鋅 的反應速度適中。分析上述發(fā)生的化學反應，其共同點是：反應物是一種單質(zhì)和一種化合物，生成物是另一 種單質(zhì)和另一

6、種化合物。Mg+2HCI+TCTZn+2HCZnCk+h3 fFe+2HC1FcCl,+氏申單質(zhì)化合物 化合物單質(zhì)像這樣：由一種單質(zhì)與一種化合物反應，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應叫做置換 反應。示例下列不屬于置換反應的是（冋mu.CQ+CuQ Cu+CQ.Zn+CuC2=Cu+Z nQ高溫.A. C+2CuQ2Cu+CaC. H+CuQCu+HQ解析：判斷是否屬于置換反應，一定要抓住特點“反應物和生成物均為兩種，且都是一種 單質(zhì)，一種化合物”，A、C、D選項均具備此特點，而B選項的反應物是兩種化合物，因而不 是置換反應。答案：B狀元筆記置換反應的特點是反應物和生成物都是一種單質(zhì)和一種化合

7、物。可表示為:A+BC * B+AC2 .金屬與其他金屬化合物溶液的反應活動與探究：將鐵絲、鋁絲放入硫酸銅溶液中，將銅絲分別放入硝酸銀溶液和硫酸鋁溶液中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象結論及反應的化學方程式鐵絲放入硫酸銅溶液中鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成鐵能與硫酸銅溶液反應Fe+CuS（=FeS（4+Cu鋁絲放入硫酸銅溶液中鋁絲表面有紅色物質(zhì)生成鋁能與硫酸銅溶液反應2AI+3CuSO=Al2 （SQ）a+3Cu銅絲放入硝酸銀溶液中銅絲表面有銀白色物質(zhì)生 成銅能與硝酸銀溶液反應Cu+2AgNQ=Cu （NQ） 2+2Ag銅絲放入硫酸鋁溶液中無現(xiàn)象銅不能與硫酸鋁溶液反應結論： 上述反應的基本類型是置換反應。

8、鐵和鋁能將銅從其化合物的溶液中置換出來，說明鐵和鋁比銅活潑；銅能將銀從其化合 物的溶液中置換出來，說明銅比銀活潑。通過很多類似的實驗探究，人們總結出常見金屬在溶液中的活動性順序：KGNaNfaAlZnFtSn Fb（H） Gi Hg Ag Ft Au 金屬活動性由強到弱°狀元筆記金屬與化合物溶液的反應在工業(yè)上可用來濕法冶金，如 Fe+CuSO=FeSG+Cu,這是我國 濕法冶金的先驅(qū)。除了用 CuSO容液外，CuCb溶液、Cu （NO） 2溶液也可以，生成物也是+2價 鐵的化合物。說明：金屬活動性順序的應用： 在金屬活動性順序中，金屬的位置越靠前，活動性越強。 排在氫前面的金屬能與稀

9、鹽酸或稀硫酸反應放出氫氣，而排在氫后面的金屬卻不能與稀 鹽酸或稀硫酸反應。 在金屬活動性順序中，位置靠前的金屬可以把位于其后的金屬從其化合物溶液中置換出 來。狀元筆記金屬活動性順序及應用設置情景巧記憶：嫁給那美女，新貼喜簽請，痛貢銀鉑金，順序要記清。位置越靠前，金屬越活潑，氫前置換酸中氫，氫后金屬則不能。注：嫁（鉀）給（鈣）那（鈉）美（鎂）女（鋁），新（鋅）貼（鐵）喜（錫）簽（鉛） 請（氫），痛（銅）貢（汞）銀鉑金示例2010 年 12月 22日南宋古沉船“南海一號”被成功打撈出水。在出土的古文物中， 金器保存完好，銅器表面有銹跡，而鐵器銹跡斑斑。這表明金、銅、鐵的金屬活動性由強到弱的順序是（ ）A.金、銅、鐵B.鐵、金、銅C.鐵、銅、金 D .銅、金、鐵解析：通過三種材料不同的古器的