金属的化学活动性顺序.ppt

第四节第四节 金属的化学活动性顺序金属的化学活动性顺序思考思考1.一般情况下，金属器皿较玻璃器皿来的坚固，那为一般情况下，金属器皿较玻璃器皿来的坚固，那为什么实验室的很多药品都只用玻璃瓶来盛装，仅仅是什么实验室的很多药品都只用玻璃瓶来盛装，仅仅是为了透明易分辨吗？为了透明易分辨吗？2.一般情况下，纯铁放在空气之中，过了一段时一般情况下，纯铁放在空气之中，过了一段时间颜色便会变暗，放久了更会锈迹斑斑；但是纯金间颜色便会变暗，放久了更会锈迹斑斑；但是纯金放在空气中再久都不会发生变化？这说明了什么？放在空气中再久都不会发生变化？这说明了什么？金金属属游离态：单质游离态：单质化合态：化合物化合态：化合物稳定稳定活泼活泼1、镁和铜的活动性谁强、镁和铜的活动性谁强?2、镁和锌的活动性谁强、镁和锌的活动性谁强?猜猜一一猜猜金属的化学活动性有强有弱。金属的化学活动性有强有弱。方法一：在自然界，是以游离态还是化合态存方法一：在自然界，是以游离态还是化合态存在？即是否容易与空气中的氧气发生化学反应。在？即是否容易与空气中的氧气发生化学反应。方法二：活泼金属能够与酸发生化学反方法二：活泼金属能够与酸发生化学反应，不活泼金属与酸不反应。应，不活泼金属与酸不反应。请依据此方法设计实验证明请依据此方法设计实验证明金属镁、锌、铜的活动性。金属镁、锌、铜的活动性。观察记录观察记录锌、镁、铜锌、镁、铜分别和稀盐酸反应的实验现分别和稀盐酸反应的实验现象，并比较它们化学活动性的强弱。象，并比较它们化学活动性的强弱。做一做做一做(实验一：镁、铜、锌与酸的反应实验一：镁、铜、锌与酸的反应)活活动动前前，要要明明白白的的几几个个问题：问题：1 1、这这个个实实验验的的目目的的是是什么？什么？2 2、要要达达到到这这个个目目的的我我们要观察什么内容？们要观察什么内容？3 3、实实验验要要注注意意哪哪些些事事项项及及实实验验如如何何开开展展？需需要注意哪些？要注意哪些？现象：现象：金属镁金属镁：剧烈反应，金属溶解，产生大量气泡；：剧烈反应，金属溶解，产生大量气泡；金属锌：溶解，有气泡产生；金属锌：溶解，有气泡产生；金属铜：无明显无变化。金属铜：无明显无变化。镁镁锌锌铜铜 镁镁锌锌铜铜有没有气体产生？有没有气体产生？产生气体快慢如何产生气体快慢如何？气体是不是气体是不是H2？是否有热量产生？是否有热量产生？有有有有没有没有很快很快比较快比较快/是是是是/是是是是否否现象：现象：有轻微的响声有轻微的响声检验产生的气体检验产生的气体证明：证明：产生的气体为氢气产生的气体为氢气 1 1、_填填“所有所有”或或“不是所有不是所有”）的金）的金属属都能与都能与酸反应。酸反应。2 2、不同的金属不同的金属与酸反应与酸反应的快慢的快慢 _ （填（填“相同相同”或或“不同不同”）不是所有不是所有不同不同若稀盐酸改为稀硫酸呢？若稀盐酸改为稀硫酸呢？Mg+H2SO4=MgSO4 +H2Zn+H2SO4 =ZnSO4+H2Cu+HClZn+2HClZnCl2 +H2判断金属活动性强弱的方法之一判断金属活动性强弱的方法之一Zn(H)CuAgAuPt+稀稀H2SO4仔细看清楚哦！仔细看清楚哦！无现象无现象Ag、Pt、Au和和Cu都不和都不和酸反应，究竟怎么判断它酸反应，究竟怎么判断它们的活动性强弱呢？们的活动性强弱呢？取一洁净的试管，先将硫酸铜溶液倒入试管，再将取一洁净的试管，先将硫酸铜溶液倒入试管，再将系了细线的铁钉慢慢滑入溶液中。看看有什么发现？系了细线的铁钉慢慢滑入溶液中。看看有什么发现？练一练练一练（实验实验2 2 铜与硝酸银溶液的反应）铜与硝酸银溶液的反应）铜片表面及铜片表面及周围生成了周围生成了白色的银白色的银Cu+2AgNO3 =Cu(NO3)2+2Ag湿法炼铜Fe+CuSO4 =Fe SO4+Cu实验步骤实验步骤实验现象实验现象结论结论这三种金属活动性这三种金属活动性由强到弱由强到弱的顺序为的顺序为:。将铁丝插入硝酸铜溶液中将铁丝插入硝酸铜溶液中 铁丝表面出现红色固钵铁丝表面出现红色固钵 FeCu将铜丝插入硝酸银溶液中将铜丝插入硝酸银溶液中 铜丝表面出现灰黑色固体铜丝表面出现灰黑色固体 CuAgFeCuAg单单质质化化合合物物化化合合物物单单质质Mg+2HCl=MgCl2 +H2 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2 +2AgZn +2HCl=ZnCl2 +H2 Fe +CuSO4=FeSO4 +Cu置换反应:单质单质+化合物化合物 单质单质+化合物化合物置换反应：由一种单质和一种化合物反应，置换反应：由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的反应。生成另一种单质和另一种化合物的反应。注注：化合物是金化合物是金属盐的话，一定属盐的话，一定是是可溶性盐。可溶性盐。1、金属能和氧气反应、金属能和氧气反应2、金属能和酸反应、金属能和酸反应3、金属能和盐溶液反应、金属能和盐溶液反应小结：小结：金属的化学性质金属的化学性质我们可利用金属的化学性质来判别它们化学活动性的强弱。我们可利用金属的化学性质来判别它们化学活动性的强弱。现有铜、银两种金属，我们如何判别它们的化现有铜、银两种金属，我们如何判别它们的化学活动性强弱呢学活动性强弱呢?请写出你们小组的判别方法！请写出你们小组的判别方法！方法越多越好方法越多越好?给我们的启示：给我们的启示：金属还可以跟盐溶液反应，化学活动性强的金属金属还可以跟盐溶液反应，化学活动性强的金属能把活动性弱的金属从它的盐溶液中置换出来。能把活动性弱的金属从它的盐溶液中置换出来。刚才的一些实验涉及到了铁、镁、铜、锌、银等金属，刚才的一些实验涉及到了铁、镁、铜、锌、银等金属，请你们按由请你们按由强到弱强到弱的顺序把这些金属的化学活动性顺序排的顺序把这些金属的化学活动性顺序排出来！出来！理理一一理理经过大量的实验，人们总结出常见金属的化学经过大量的实验，人们总结出常见金属的化学活动性顺序：活动性顺序：钾钾 钙钙 钠钠 镁镁 铝铝 锌锌 铁铁 锡锡 铅铅(氢氢)铜铜 汞汞 银银 铂铂 金金金属活动性由强逐渐到弱金属活动性由强逐渐到弱注注意意：一、位于氢前的金属能与酸反应，产生一、位于氢前的金属能与酸反应，产生氢气。氢气。（酸要可溶性酸，且氧化性很强的硝酸和浓硫酸除外）（酸要可溶性酸，且氧化性很强的硝酸和浓硫酸除外）二、二、位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（可溶性盐溶液）液中置换出来（可溶性盐溶液）三、三、金属活动性顺序中位于镁之前的金属化学性质非常金属活动性顺序中位于镁之前的金属化学性质非常活泼，常温下就能与水发生剧烈反应。所以一般不用活泼，常温下就能与水发生剧烈反应。所以一般不用K、Na、Ca等活泼金属来置换溶液中的其他金属元素。等活泼金属来置换溶液中的其他金属元素。MgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAuK Ca Na金属活动性由强到弱金属活动性由强到弱想一想：为什想一想：为什么需要把金属么需要把金属钠保存在煤油钠保存在煤油当中呢？当中呢？镁条在常温下镁条在常温下会和水发生化会和水发生化学反应吗？学反应吗？练习练习1.下列反应能发生反应吗？若能，写出化学方程式，若不能，说明理由。（1）铜(Cu)与稀硫酸(H2SO4)（2）银(Ag)与硫酸铜(CuSO4)（3）铁(Fe)与硝酸银(AgNO3)（4）铝(Al)与稀盐酸(HCl)（5）锌(Zn)与氯化铜(CuCl2)（6）铁(Fe)与氯化银(AgCl)金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护 据估计，世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的据估计，世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值经济损失约占其国民生产总值3.53.54.24.2，超过每年，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。有人甚各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1 1亿吨！亿吨！每年由于钢铁生锈会使我国损失大约每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100-150100-150亿元。亿元。锈迹斑斑的伊输油管道锈迹斑斑的伊输油管道锈铁板锈铁板铁生锈锈迹斑斑的车轮铁生锈铜生锈铜生锈铁片生锈实验铁片生锈实验红红褐色褐色Fe2O3.xH2O 金属防腐蚀的方法：金属防腐蚀的方法：（1 1）改善金属的本质）改善金属的本质根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。腐蚀。（2 2）形成保护层）形成保护层 非金属涂层非金属涂层 用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层，称为涂覆在金属表面上形成保护层，称为非金属涂层非金属涂层 船身、车厢、水桶等常涂船身、车厢、水桶等常涂油漆油漆，汽车外壳常，汽车外壳常喷漆喷漆，枪炮、，枪炮、机器常机器常涂矿物性油脂涂矿物性油脂等。等。用用塑料塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）喷涂金属表面，（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）喷涂金属表面，比喷漆效果更佳，比喷漆效果更佳，电线经常采用这种方法进行保护。电线经常采用这种方法进行保护。搪瓷搪瓷是含是含SiOSiO2 2量较高的玻璃瓷釉，有极好的耐腐蚀性量较高的玻璃瓷釉，有极好的耐腐蚀性能，因此作为耐腐蚀非金属涂层，广泛用于石油化工、医药、能，因此作为耐腐蚀非金属涂层，广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。仪器等工业部门和日常生活用品中。金属保护层金属保护层 它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。前一金属常称为形成的保护镀层。前一金属常称为镀层金属镀层金属。镀铬在食品制罐上应用；镀铬在食品制罐上应用；镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝，应用最广；镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝，应用最广；镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器；镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器；镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆；镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆；镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。（3 3）化学保护法：）化学保护法：使金属表面形成一层坚固而致密稳定的薄膜，以防止金属使金属表面形成一层坚固而致密稳定的薄膜，以防止金属的腐蚀。的腐蚀。工业上生产上常说的工业上生产上常说的“发蓝发蓝”、“发黑发黑”，就是将钢铁制，就是将钢铁制品用浓碱和氧化剂处理，使它们产生一层品用浓碱和氧化剂处理，使它们产生一层Fe3O4。精密仪器和光学仪器的部件，弹簧钢、薄钢片、细钢丝等精密仪器和光学仪器的部件，弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。常用发蓝处理。焰色反应焰色反应反应快慢程度反应快慢程度Mg Zn Fe判断依据：每条曲线中，斜线越陡，说明单位时间判断依据：每条曲线中，斜线越陡，说明单位时间内产生氢气多，反应快。内产生氢气多，反应快。MgZnFe反应时间反应时间0产生产生H2质量质量（）（）（）甲甲乙乙丙丙MgZnFeCu盐酸溶液盐酸溶液将四种等质量金属投入到相同溶质质量分数且足量的盐酸中将四种等质量金属投入到相同溶质质量分数且足量的盐酸中 目前社会上有一些不法分子，以铜锌合金目前社会上有一些不法分子，以铜锌合金（金黄色、俗称黄铜）假冒黄金进行诈骗活动。（金黄色、俗称黄铜）假冒黄金进行诈骗活动。现请你设计一实验证明该金黄色金属块是真金现请你设计一实验证明该金黄色金属块是真金还是黄铜，要求写出实验方法、现象和结论。还是黄铜，要求写出实验方法、现象和结论。设计：滴加硝酸银溶液，看会否变色设计：滴加硝酸银溶液，看会否变色例例1Zn和和Fe 各各6.5g分分别别与与足足量量的的等等质质量量等等质质量量分分数数的的稀硫酸反应，稀硫酸反应，产生氢气的质量多的是产生氢气的质量多的是_。FeFe+H2SO4=FeSO4+H256 26.5 g xx=0.232gZn+H2SO4=ZnSO4+H265 26.5g yy=0.2g向含向含AgAgNO3、Cu(NO(NO3 3)2 2、Mg(NO(NO3 3)2 2的混合溶液的混合溶液中中,加入过量的锌粉加入过量的锌粉,充分反应后过滤，则滤出充分反应后过滤，则滤出的固体中一定有的固体中一定有（）A.Ag、Cu和和MgB.Cu、Mg和和ZnC.Ag、Cu和和ZnD.Ag、Mg和和Zn C某同学为了探究某同学为了探究X、Y、Z三种金属（都不是银）的活动三种金属（都不是银）的活动性顺序，做了以下实验性顺序，做了以下实验（1）把）把X和和Y分别放入稀硫酸中，分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，溶解并产生氢气，Y不反应（不反应（2）把）把Y和和Z分别放入硝酸分别放入硝酸银溶液中，在银溶液中，在Y表面有表面有Ag析出而析出而Z没有变化。根据以上事没有变化。根据以上事实，下列金属活动性顺序由强到弱排列正确的是（实，下列金属活动性顺序由强到弱排列正确的是（）A.XY(H)ZB.XYAgZC.XYZAgD.X(H)YZBD例例2向向AgNO3溶液中加入一定量的锌粉充分反应后溶液中加入一定量的锌粉充分反应后,过滤过滤则则(1)若若加加极极少少量量锌锌粉粉，滤滤渣渣中中有有_，滤滤液液中中有有_.(2)若若加加过过量量锌锌粉粉，滤滤渣渣中中有有_，滤滤液液中中有有_.总结总结（1）发生置换反应时，金属相距越远，越易发生置换。发生置换反应时，金属相距越远，越易发生置换。（2）无论加入的金属量是多是少，此金属及比它活动性）无论加入的金属量是多是少，此金属及比它活动性强的金属阳离子一定在滤液中，而活动性最弱的金属一定强的金属阳离子一定在滤液中，而活动性最弱的金属一定在滤渣中。在滤渣中。AgAgNO3,Zn(NO3)2Ag,ZnZn(NO3)2练一练：练一练：1、下列药品可用于实验室制取氢气的是：、下列药品可用于实验室制取氢气的是：（1）镁和稀盐酸（）镁和稀盐酸（2）锌粒和稀盐酸）锌粒和稀盐酸（3）铁和稀硫酸（）铁和稀硫酸（4）锌粒和稀硫酸）锌粒和稀硫酸（5）锌粒和稀硝酸（）锌粒和稀硝酸（6）锌粒和浓硫酸）锌粒和浓硫酸2、已知下列反应：、已知下列反应：（1）Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe（2）Cu+AgNO3=Ag+Cu（NO3）2（3）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu你能判断出这三种金属的活动性顺序吗？你能判断出这三种金属的活动性顺序吗？3、如果用最简单的方法，证明锌、银、如果用最简单的方法，证明锌、银、（H）、）、铜的活动性顺序，至少需要选用下列铜的活动性顺序，至少需要选用下列物质的物质的_.（1）Zn（2）Ag（3）Cu（4）CuSO4（5）稀硫酸稀硫酸（6）AgNO3（7）FeSO4溶液溶液4.现在有一些稀盐酸，可以用金属容器来装吗？若现在有一些稀盐酸，可以用金属容器来装吗？若现在只有一个铁制的容器和一个铜制的容器，用哪现在只有一个铁制的容器和一个铜制的容器，用哪一个比较好？为什么？一个比较好？为什么？5、某同学为判断、某同学为判断A、B、C三种金属的活动性大小，三种金属的活动性大小，设计了下列四个实验：设计了下列四个实验：（1）将金属）将金属B放入放入C的盐溶液中，看能否置换出的盐溶液中，看能否置换出C（2）将金属将金属B放入酸中，看能否置换出酸中的氢放入酸中，看能否置换出酸中的氢（3）将金属）将金属A放入放入B的盐溶液，看能否置换出的盐溶液，看能否置换出B（4）将金属将金属C放入放入A的盐溶液中，看能否置换出的盐溶液中，看能否置换出A你认为上述可以不做的实验是你认为上述可以不做的实验是A、（、（1）B、（、（2）C、（、（3）D、（、（4）实验设计实验设计:1、金属锈蚀的条件：、金属锈蚀的条件：。2、利用纯铁按上述方案进、利用纯铁按上述方案进行实验，纯铁生锈了吗，行实验，纯铁生锈了吗，为什么？为什么？空气和水空气和水小结：金属的锈蚀既于周围环境里水、小结：金属的锈蚀既于周围环境里水、空气等物质的作用有关，也与金属内部空气等物质的作用有关，也与金属内部的结构有关。的结构有关。1.根据金属活动性顺序表判断根据金属活动性顺序表判断 能否用锡壶装酸性物质？为能否用锡壶装酸性物质？为 什么？什么？2.能否用铁制的容器配制波尔能否用铁制的容器配制波尔 多液多液(含硫酸铜含硫酸铜)？为什么？为什么？置换反应是化学反应的基本类型之一：置换反应是化学反应的基本类型之一：（1）金属与盐溶液之间的置换反应，通常是活动性较强）金属与盐溶液之间的置换反应，通常是活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。的金属可把活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。如铜与硝酸银溶液发生的反应，反应的化学方程式为如铜与硝酸银溶液发生的反应，反应的化学方程式为。（2）非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间置换反应）非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间置换反应的规律，即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金的规律，即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其盐溶液中置换出来。如在溶液中可发生下列反应：属从其盐溶液中置换出来。如在溶液中可发生下列反应：Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2,I2+Na2S=2NaI+S,Br2+2KI=2KBr+I2。由此可以推断：由此可以推断：S、Cl2、I2、Br2非金属单质活动性由强到弱的顺序是：非金属单质活动性由强到弱的顺序是：。下列化学方程式书写错误的是（下列化学方程式书写错误的是（）A.Cl2+2NaI=2NaCl+I2 B.I2+2KBr=2KI+Br2 C.Br2+Na2S=2NaBr+S D.Cl2+K2S=2KCl+SCl2 BrBr2 I2 S BCu+2Ag NO3=Cu(NO(NO3 3)2 2+2Ag 1、下列反应中，不属于置换反应的是（、下列反应中，不属于置换反应的是（）A.Fe+CuSO4=Cu+FeSO4B.2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2C.Mg+2HCl=MgCl2+H2D.3Fe+2O2=Fe3O4D练一练练一练 2.2.有有X Y ZX Y Z三种金属，如果把三种金属，如果把X X和和Y Y分别放入稀硫酸中，分别放入稀硫酸中，X X 溶解并产生溶解并产生氢气氢气,Y Y不不反应反应;如果把如果把Y Y和和Z Z分别放入分别放入硝酸银溶液中硝酸银溶液中,过一会儿过一会儿,在在Y Y的表面的表面有银析出有银析出,而而Z Z无变化无变化.根据以上事实根据以上事实,判断判断X Y ZX Y Z的金属活动顺序的金属活动顺序.X XH,HH,HY YY YAg,AgAg,AgZ ZX XY YZ Z实验中的注意事项：实验中的注意事项：1 1、加酸液时，试管要、加酸液时，试管要倾斜倾斜，且试管口，且试管口要紧靠要紧靠试剂瓶口。试剂瓶口。（标签）（标签）2 2、加金属时，用、加金属时，用镊子镊子夹取金属，倾斜试管，让金属沿试管夹取金属，倾斜试管，让金属沿试管壁壁滑至滑至底部。底部。3 3、关于点火实验：、关于点火实验：当发现有气体（看见气泡）产生时，用手指当发现有气体（看见气泡）产生时，用手指堵住堵住试管口试管口一会儿，同时另一位同学点火，当火苗靠近试管口时，迅速一会儿，同时另一位同学点火，当火苗靠近试管口时，迅速放开手指。实验前，请各小组同学务必放开手指。实验前，请各小组同学务必明确分工明确分工。点火后有时还能发现氢气还在燃烧，此时你可用手指点火后有时还能发现氢气还在燃烧，此时你可用手指将试管再堵一会儿，直至火焰熄灭。将试管再堵一会儿，直至火焰熄灭。4 4、倒酸液时如果不小心溅到手上，请、倒酸液时如果不小心溅到手上，请先用小毛巾快速擦去先用小毛巾快速擦去酸液，然后用水冲洗。酸液，然后用水冲洗。(碳酸氢钠碳酸氢钠)先检查一下药品和工具是否齐全。先检查一下药品和工具是否齐全。稀稀盐盐酸酸一一瓶瓶、硫硫酸酸铜铜溶溶液液一一瓶瓶 锌锌、铜铜片片、铁铁钉钉二二枚枚、镊子、火柴、一个试管架、四支试管、砂纸一片。镊子、火柴、一个试管架、四支试管、砂纸一片。实验内容：实验内容：1、取取三三个个空空试试管管，在在每每个个试试管管中中注注入入稀稀盐盐酸酸后后置置于于试管架上。试管中注入酸的量约为试管的试管架上。试管中注入酸的量约为试管的1/4。2、用用砂砂纸纸将将三三种种金金属属表表面面的的氧氧化化物物除除掉掉，然然后后分分别别投入投入到三个试管中，观察试管中发生的现象。到三个试管中，观察试管中发生的现象。3、把现象记录到活动报告单中去，并推测实验结果。、把现象记录到活动报告单中去，并推测实验结果。