金屬材料精品導(dǎo)學(xué)案

1、金屬材料【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1掌握金屬與氧氣的反應(yīng)及化學(xué)方程式。2掌握金屬的活動(dòng)性順序及其與酸的反應(yīng)劇烈程度的差異性。【學(xué)習(xí)過程】一、金屬與氧氣的反應(yīng)在學(xué)習(xí)“氧氣的性質(zhì)”時(shí)，我們已經(jīng)知道，很多金屬如鐵、鎂在點(diǎn)燃的條件下能與氧氣反 應(yīng)（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(diǎn)燃3Fe+2O ' FaQ2Mg+02 ' 2MgO鋁在常溫下放在空氣中就能與氧氣反應(yīng)，在其表面形成一層致密的氧化膜，從而阻止鋁進(jìn) 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(hù)鐵。通常所說的“銀粉”， 其實(shí)就是鋁粉。4AI+3Q=2Al2O銅的耐腐蝕性也很好，是因?yàn)殂~在常溫下幾乎不與

2、氧氣反應(yīng)；在加熱的條件下，銅也能與氧氣反應(yīng)：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(yīng)，說明金的化學(xué)性質(zhì) 非常穩(wěn)定。從以上事實(shí)可以看出，不同的金屬活動(dòng)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?yàn)殇X的化學(xué)性質(zhì)不活潑，而是因?yàn)殇X的“自我保護(hù)意識(shí)”很強(qiáng)，能 與空氣中的氧氣迅速反應(yīng)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(shí)與金屬的化學(xué)性質(zhì)無關(guān)的是（）A. 將鋁粉涂在鐵器的表面以保護(hù)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(hù)鐵，是因?yàn)殇X在常

3、溫下能與氧氣反應(yīng)形成致密的氧化 膜，從而保護(hù)易生銹的鐵；真金不怕火煉是因?yàn)榻鸬幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，高溫下也不與氧氣反應(yīng)； 鎂做照明彈，是因?yàn)殒V容易燃燒，發(fā)出耀眼的強(qiáng)光。以上事實(shí)都與金屬的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。而鎢 在高溫下不熔化是因?yàn)殒u的熔點(diǎn)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(shí)金的熔點(diǎn)比較低，比鐵低得多），而是說金的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，高溫下也不與氧氣反應(yīng)。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(dòng)性順序1金屬與酸的反應(yīng)活動(dòng)性不同的金屬，與酸反應(yīng)的劇烈程度不同?；顒?dòng)與探究：將鎂、鋅、鐵、銅分別放入酸中，觀察反應(yīng)的劇烈程度。稀鹽酸稀硫酸現(xiàn)象化學(xué)方程

4、式現(xiàn)象化學(xué)方程式劇烈反應(yīng)，有 大量氣泡產(chǎn)鎂生，溶液呈無色Mg+2HCI=MgC+HT劇烈反應(yīng)，有 大量氣泡產(chǎn) 生，溶液呈無 色Mg+HSO=MgSOHj反應(yīng)較快，有 大量氣泡產(chǎn) 生，溶液呈無 色Zn+2HCI=Z nQ+HT反應(yīng)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(yīng) 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(yīng)慢， 溶液由無色變 為淺綠色Fe+HSO=FeSOH T銅無現(xiàn)象不反應(yīng)無現(xiàn)象不反應(yīng)結(jié)論：銅不與稀鹽酸（稀硫酸）反應(yīng)，鎂、鋅、鐵都能與稀鹽酸（稀硫酸）反應(yīng)，但反應(yīng)的劇烈程度不同。由此可知，這四

5、種金屬在溶液中的活動(dòng)性順序是Mg> Zn> Fe> Cs根據(jù)金屬能否與酸反應(yīng)，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(yīng)的，且產(chǎn)生氣體越厲害，說明反應(yīng)速率越快；不產(chǎn)生氣體的是不能與酸反應(yīng)的）狀元筆記+2價(jià)），分別為FeCl2單質(zhì)鐵與稀鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)時(shí)，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(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)，之所以選擇鋅而不選擇鎂或鐵，是因?yàn)殒V反應(yīng)太快，鐵反應(yīng)太慢，鋅 的反應(yīng)速度適中。分析上述發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，其共同點(diǎn)是：反應(yīng)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(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)叫做置換 反應(yīng)。示例下列不屬于置換反應(yīng)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(yīng)，一定要抓住特點(diǎn)“反應(yīng)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(xiàng)均具備此特點(diǎn)，而B選項(xiàng)的反應(yīng)物是兩種化合物，因而不 是置換反應(yīng)。答案：B狀元筆記置換反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)物和生成物都是一種單質(zhì)和一種化合

7、物?？杀硎緸?A+BC * B+AC2 .金屬與其他金屬化合物溶液的反應(yīng)活動(dòng)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論及反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)結(jié)論： 上述反應(yīng)的基本類型是置換反應(yīng)。

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(shí)驗(yàn)探究，人們總結(jié)出常見金屬在溶液中的活動(dòng)性順序：KGNaNfaAlZnFtSn Fb（H） Gi Hg Ag Ft Au 金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱°狀元筆記金屬與化合物溶液的反應(yīng)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(jià) 鐵的化合物。說明：金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用： 在金屬活動(dòng)性順序中，金屬的位置越靠前，活動(dòng)性越強(qiáng)。 排在氫前面的金屬能與稀

9、鹽酸或稀硫酸反應(yīng)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(yīng)。 在金屬活動(dòng)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(dòng)性順序及應(yīng)用設(shè)置情景巧記憶：嫁給那美女，新貼喜簽請(qǐng)，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(qǐng)（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(hào)”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(dòng)性由強(qiáng)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