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第二节金属的化学性质

一、知识目标

1.知道镁、铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应，能正确书写相关化学方程式。

2.初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应，以及与盐溶液的置换反应，能写出相应化学方程式。

3.理解金属活动性顺序，能用其对有关的置换反应进行简单的判断，并解释常见的化学问题。

二、核心素养目标

1.宏观辨识与微观探析：从宏观上观察金属与氧气、酸、盐溶液反应的现象，从微观角度理解金属原子易失电子的性质导致其化学性质活泼。

2.证据推理与模型认知：通过实验现象总结金属活动性顺序，建立利用金属活动性顺序判断置换反应能否发生的模型。

3.科学探究与创新意识：通过设计并完成金属与酸、盐溶液反应的实验，培养探究能力和创新思维。

一、学习重点

金属的化学性质、置换反应的概念、金属活动性顺序及应用。

二、学习难点

金属活动性顺序、金属与酸和盐溶液的反应及其图像问题。

一、金属与氧气的反应

1.知识回顾：镁条燃烧时剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，化学方程式为2Mg+O2点燃2MgO；

铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，化学方程式为3Fe+2O2点燃Fe3O4；

铜丝加热时，红色固体变为黑色，化学方程式为2Cu+O2△2CuO。

2.铝是一种比较活泼的金属，在常温下就很容易跟氧气发生反应，生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。这层薄膜阻止了内层的铝进一步被氧化，从而对铝制品起到保护作用，所以铝制品具有很好的抗腐蚀性能。

二、金属与酸的反应

1.根据酸的性质中，酸和金属反应生成盐和氢气，写出下列反应的化学方程式

铁与稀盐酸反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；

铁与稀硫酸反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；

锌与稀盐酸反应：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；

锌与稀硫酸反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。

2.置换反应：一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物。

3.金属活动性顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

三、金属与盐溶液的反应

在金属活动性顺序里，位置靠前的金属可以把位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来。

一、金属与氧气的反应

活动一：镁、铁、铜与氧气的反应

问题思考：镁、铁、铜都能与氧气反应，反应的条件和现象有什么不同呢？

答案：金属与氧气的反应，不同金属与氧气反应的剧烈程度和条件有所不同。镁条在空气中就能剧烈燃烧，铁丝需要在氧气中点燃才能燃烧，而铜丝则需要加热才能与氧气反应。

【对应训练1】下列金属在空气中加热，能剧烈燃烧并发出耀眼白光的是（）

A.镁B.铁C.铜D.铝

【答案】A

【解析】镁在空气中加热能剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体；铁在空气中加热不能燃烧，在氧气中能剧烈燃烧，火星四射；铜在空气中加热表面会变黑；铝在空气中加热表面会形成一层致密的氧化铝薄膜，不会剧烈燃烧，A选项正确。

【对应训练2】写出铁在氧气中燃烧的化学方程式，并指出反应类型。

【答案】化学方程式为3Fe+2O2点燃Fe3O4，反应类型为化合反应。

【解析】铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，符合“多变一”的特征，属于化合反应。

活动二：铝与氧气的反应

问题探究1：观察铝粉燃烧的现象，并写出化学方程式。

答案：铝粉能在氧气中剧烈燃烧，发出白光，生成白色固体；化学方程式为4Al+3O2点燃2Al2O3。

问题探究2：铝制品具有良好抗腐蚀性能的原因是什么？

答案：铝是一种比较活泼的金属，在常温下就很容易跟氧气发生反应，生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。这层薄膜阻止了内层的铝进一步被氧化，从而对铝制品起到保护作用，所以铝制品具有很好的抗腐蚀性能。

【对应训练3】铝制品具有良好抗腐蚀性能的原因是（）

A.铝的化学性质不活泼

B.铝不与酸、碱反应

C.铝常温下不与氧气反应

D.铝表面生成一层致密的氧化铝保护膜

【答案】D

【解析】铝的化学性质比较活泼，常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜，阻止了内层的铝进一步被氧化，所以铝制品具有良好的抗腐蚀性能。A选项铝化学性质不活泼错误；B选项铝能与酸、碱反应；C选项铝常温下与氧气反应，D选项正确。

二、金属与酸的反应

活动一：比较不同金属与酸的反应

问题思考：要探究铁、铜、锌三种金属能否与酸反应，以及与酸反应的剧烈程度，应该如何设计实验？实验过程是否需要进行变量控制？

答案：需要打磨除去金属表面的氧化物，使用形状、面积相同的铁、铜、锌三种金属与等浓度等体积的酸反应。

实验探究：按照设计好的实验方案进行实验，将铁片、铜片、锌片分别放入盛有10%的稀盐酸和10%的稀硫酸的试管中，观察现象，并根据现象得出实验结论。