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1九年级化学科辅导讲义（第讲）学生姓名：授课教师：授课时间：专题金属活动性顺序以及置换反应的探究目标掌握金属活动性在实验探究题中的应用方法；能根据实验现象判断常见金属的活动性强弱重难点金属活动性强弱的判断方法以及使用的试剂选择常考点选择试剂进行几种常见金属的活动性比较；金属在盐溶液中的置换反应形成规则考点一金属活动性顺序的应用以及置换反应的实验探究1.某化学兴趣小组的学生，发现金属R不在初中学到的金属活动性顺序表中，该小组为了了解R与常见金属铝、铜的金属活动性顺序，进行如下探究活动：【作出猜想】他们考虑到铝的活动性比铜强，对三种金属的活动性顺序作出如下猜想：猜想一：AlCuR，猜想二：CuRAl，猜想三：RAlCu，【查阅资料】R是一种银白色的金属，在R的盐溶液中只有+2价R的盐溶液呈蓝色，常温下铝的表面会形成一层致密的氧化膜；硫酸铝、氯化铝、硝酸铝的溶液均为无色。【实验探究】为了探究哪一种猜想成立，甲、乙、丙三位同学分别针对猜想一、猜想二、猜想三设计实验方案并展开实验探究。猜想主要操作主要现象实验结论猜想一打磨R丝，并将其插入到硫酸铜溶液中R丝表面覆盖了一层红色的物质猜想一不成立(填“成立”或“不成立”)猜想二打磨粗细相同的R丝、铝丝、铜丝，分别将它们插入到体积相同、溶质质量分数也相同的稀硫酸中①R丝表面产生气泡缓慢，溶液由无色逐渐变成蓝色②铝丝表面产生气泡较快③铜丝表面没有气泡产生猜想二成立。R与稀硫酸反应的化学方程式为R+H2SO4==RSO4+H2↑猜想三铝丝插入R的盐溶液中无明显现象猜想三成立【交流反思】究竟哪种猜想成立？三位同学经讨论交流，发现丙同学在实验前没有打磨铝丝，这可能会导致实验结论错误。于是他们先打磨铝丝，再将其插入到丙同学做实验用过的溶液中，一段时间后，溶液的颜色蓝色逐渐变浅；进而确认猜想三不成立(猜想三不成立，猜想三成立)。【归纳总结】探究结束后，他们总结得出：通过金属与酸溶液反应或金属与盐溶液反应可以比较金属活动性强弱。2.小彬同学家新买了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬，为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行如下探究活动。【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液……铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液……2【预测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系：①CrAlCu②AlCrCu③AlCuCr【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。实验一实验二实验三实验方案实验现象铬片表面产生气泡缓慢，溶液变蓝色。铜片表面没有明显现象铝片表面产生气泡较快。结论铬能和稀硫酸发生反应，反应速率较慢。铜不与稀硫酸反应铝能和稀硫酸发生反应，反应速度较快三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是AlCrCu【回答问题】(1)用砂纸打磨金属片的目的是除去金属表面的氧化物或则污垢。(2)实验一所发生反应的化学方程式是Cr+H2SO4==CrSO4+H2↑。(3)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，小燕认为不可行，理由是无法区分AlCr的金属活动性。(4)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，这三种药品可以是硫酸铜溶液、硫酸铝溶液、金属铬。【归纳】比较金属活动性强弱的方法有①金属与稀酸溶液反应②金属与盐溶液反应。3.某化学小组用一定量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液进行了右图实验，并对溶液A和固体B的成分进行了分析和实验探究。【提出问题】溶液A中的溶质可能有哪些？【作出猜想】①只有Zn(NO3)2②Zn(NO3)2、AgNO3③Zn(NO3)2、Cu(NO3)2④Zn(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2【交流讨论】不合理的猜想是②（填标号），其理由是铜活动性比银强，不可能硝酸银存在在溶液中而硝酸铜没有。【实验探究】若猜想①成立，通过以下实验可确定固体B的成分，请将下表填写完整。实验步骤现象有关反应的化学方程式取少量固体B，滴加稀硫酸有气泡产生_Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑__4.某学生把少量的生铁放入烧杯中并注入足量的稀硫酸中，能观察到的现象有：①生铁表面有有气泡产生产生，②溶液逐渐变为浅绿色_，③完全反应后烧杯底部有黑色残渣，其化学式为C．以上反应的化学方程式为Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑5.我国劳动人民早在春秋战国时期就已经懂得钢铁冶炼，铁也是生活中使用最为广泛的金属，目前我国钢铁产量已经位居世界第一．下面是一组有关铁的问题，请你用所学化学知识加以回答：3（1）铁是地壳中含量第4位的元素；（2）铁可以拉成铁丝，压成铁片，这是利用了铁的延展性；在公路上行驶的油罐车尾部经常有一条铁链拖在地面上，这是利用了铁的导电性；家里铁制炊具要有木柄或塑料柄，这是因为铁有很好的导热性；（3）焊接钢管时，经常用硫酸铜溶液在钢管表面画交叉线，然后根据出现的红线对准焊接，用化学方程式表示反应原理Fe+CuSO4==FeSO4+Cu_．（4）颗粒大小达到纳米级的单质铁具有很强的反应活性，俗称纳米铁．在高温环境下，用H2和FeCl2反应，可以生成纳米铁和一种易溶于水显强酸性的气体，写出该反应的化学方程式H2+FeCl2高温====Fe+2HCl，纳米铁粉在空气中受撞击时会燃烧，生成一种黑色固体，写出该反应的化学方程式3Fe+2O2点燃====Fe3O4．请你写出纳米铁和稀盐酸反应的化学反应方程式Fe+2HCl==FeCl2+H2↑．（5）小恒同学在做盐酸和锈铁钉反应实验时，发现含锈的铁钉表面出现了气泡，你觉得原因是铁钉中的铁与盐酸反应产生氢气．6.已知一种固体化合物由C.H.O.Cu四种元素组成。向盛有该化合物的试管中加入稀盐酸，产生大量气泡，固体逐渐溶解，得到蓝绿色溶液。己知这种蓝绿色是氯化铜溶液。（1）探究产生的气体是什么。【猜想】①可能是氢气；②可能是一氧化碳③可能是二氧化碳【实验】请你针对②和③猜想中的一种，设计实验，验证你的猜想把产生的气体通入澄清石灰水，如澄清石灰水变浑浊，则猜想③成立。（2）从蓝绿色溶液中提取金属铜。现利用该溶液制取金属铜，过程如下：操作1的名称为过滤，完成该实验需要的主要仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台，加入过量的A的目的是使得溶液中的铜离子被完全反应出来，反应化学方程式为Fe+CuCl2==FeCl2+Cu。②加入足量B的目的是使得金属混合物中的铁被完全反应，如何确定此目的已经达到？往金属混合物中逐渐滴加稀硫酸，当恰好没有气泡产生时，则已经达到目的。7.化学科代表小聪与小明同学帮助实验老师整理化学药品室时，发现分别放在两个试剂瓶中的两片用砂纸磨得光亮的银白色金属，未贴标签。到底它们是哪种金属？两位同学首先对这两种金属X和Y的金属活动性顺序进行实验探究。（1）进行猜想：①科代表小聪猜想：活动性X大于Y。②小明同学猜想：活动性Y大于X。（2）设计实验方案、进行实验、获得知识。完成如下实验报告，并回答后续有关问题。①实验步骤②实验现象③结论分别取大小相通的Y\X两种金属片放入相通浓度相通体积的稀硫酸溶液中金属Y表面无明显变化，金属X的表面有气泡冒出。将燃着的木条放在装金属YX都能与酸反应产生氢气，且金属Y活动性强于金属X蓝色溶液固体M铜加入过量的A操作1加入过量的B操作24金属X的试管口，气体燃烧科代表小聪的猜想：不正确（“正确”或“不正确”）8.请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题：［发现问题］：小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；小茜发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈；小玲发现苹果切开不久，果肉上会产生一层咖啡色物质，好象生了“锈”一般。［提出问题］：这三种物质“生锈”的原因是什么？［收集证据］：（１）回忆已有知识：铁生锈的条件是铁在潮湿的空气中。（２）查阅有关资料：“铜锈”主要成分是Ｃu2（ＯＨ）２ＣＯ３（俗称铜绿）；苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的氧气发生了一系列的反应，生成咖啡色的物质。（３）实验探究：将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下：实验装置实验现象铜片不生锈铜片不生锈铜片不生锈铜片生锈且水面附近锈蚀最严重由实验可知：铜生锈是铜与水、氧气、二氧化碳气体等物质共同作用的结果。［得出结论］:经过交流讨论，三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与氧气（填物质名称）有关。［反思与应用］利用所得结论填空：请你提出一条延长食品保质期的建议真空包装。（4）再提出问题：“铜绿”受热分解后的产物是什么呢？设计与实验如图：①对试管内的绿色固体加热，至完全分解。观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色（无水硫酸铜遇水变蓝），C装置中澄清石灰水变浑浊。②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸。观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。综上写出铜绿受热分解化学方程式：Cu2(OH)2CO3△====2CuO+H2O+CO2↑5④如果将B、C两装置对调，行吗?为什么?不能，如果对调，将无法检验是否有水蒸气生成9.某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答有关问题。【教师提醒】它由Cu、Fe2O3二种固体中的一种或两种组成。【提出猜想】红色粉末可能的组成有：①只有Cu；②只有Fe2O3；③是Cu、Fe2O3的混合物【资料获悉】Cu在FeCl3溶液中发生反应：2FeCl3＋Cu==2FeCl2＋CuCl2【实验探究】（1）甲同学取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解。甲同学认为可以排除猜想中的①和③，而乙同学认为只能排除猜想①，你认为②的观点正确（填“甲”或“乙”）。（2）丙同学为进一步确定红色粉末的组成，称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中，按右下图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后，停止加热，仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表：【交流讨论】（1）在装置A中先通CO气体的作用是排空装置中的空气防止加热时可能发生爆炸。（2）应该选择Ⅰ组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明：该红色粉末的组成是猜想中的第③组（填序号）。（3）写出A装置中发生反应的化学方程式Fe2O3+3CO高温====2Fe+3CO2；实验中观察到A装置中的现象为红色固体转变为黑色。（4）为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处？不需要（填“需要”或“不需要”），理由是熄灭酒精灯后还会持续通入一氧化碳直至装置冷却到室温。【反思评价】丁同学指出：从环保角度，上图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进？没有对尾气进行处理。在B导管末端放一盏燃着的酒精灯。10.某化学兴趣小组的同学为了探究Mg、Cu、Fe的金属活动性顺序开展了一下以下探究活动。（1）进行试验，获得结论。完成如下实验报告，并回答有关问题。实验方案实验现象实验结论方案将Fe丝浸入CuSO4溶液中Fe丝表面有红色物质析出金属活动性：Fe＞Cu（填“＞”或“＜”）该反应的反应类型属于置换反应。反应前反应后Ⅰ组玻璃管和红色粉末的总质量为37.3g玻璃管和固体物质的总质量为36.1gⅡ组洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0g洗气瓶和瓶中物质的总质量为183.1g红色粉末少量澄清石灰水COA红色粉末少量澄清石灰水COABB6一方案二将Mg和Cu分别在空气中灼烧发现Mg（填元素符号）能剧烈燃烧，而另一种不能金属活动性：Mg＞Cu（填“＞”或“＜”）写出能燃烧金属的反应方程式：_2Mg+O2点燃====2MgO_方案三分别将Mg和Fe放入稀盐酸（一种酸）溶液中，观察现象观察到Fe（填元素符号）