资源描述
第2课时 金属活动性顺序
课题
金属活动性顺序
课型
新授课
素养目标
1.通过实验判断金属的活泼性程度。
2.通过对金属活动性顺序的学习，能对有关的置换反应进行简单的判断，并能用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
3.课堂中，教师组织、引导和点拨，学生通过实验探究和讨论交流，认识金属的活动性顺序。
4.初步学会运用观察、实验等方法获取信息、能用化学语言表达有关信息。
5.初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息加工使学生逐步形成良好学习习惯和方法。
6.通过金属与金属化合物溶液的对比实验，初步形成仔细观察实验现象的习惯，建立从细微实验现象差别分析得出实验结论的意识。
7.使学生体会到化学从生活中来，到生活中去的学习价值，激发学生学习化学的兴趣，培养学生的合作意识。
教学重点
金属活动性顺序。
教学难点
1.对金属活动性顺序的初步探究。
2.金属活动性顺序的应用。
教具准备
锌片、铁丝、铜丝、铝丝、CuSO4溶液、AgNO3溶液、NaCl溶液、Al2（SO4）3溶液、试管（若干）等。
课前预习
1.金属与金属化合物溶液的反应：铁钉放在硫酸铜溶液中时，铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为浅绿色，反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。若铝丝具有和铁钉相似的性质，则铝丝放在硫酸铜溶液中反应的化学方程式为2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu，以上反应的反应类型是置换反应。
2.金属活动性顺序
（1）规律：
（2）在金属活动性顺序里：
①金属的位置越靠前，它的活动性越强。
②位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。
③位于前面的金属能把位于它后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。（K、Ca、Na除外）
备课笔记
思想方法：控制变量法
探究影响金属与酸反应程度的因素时要注意控制变量法的运用，实验中除了变量不同外，其他因素如所用酸的种类、浓度、体积及金属的形状等都要保持相同。
复习导入
上节课我们学习了金属与氧气的反应，金属与稀酸的反应以及置换反应的概念，现在让我们通过一组实验来探究金属与金属的化合物溶液的反应。
进行新课
知识点1 金属与金属化合物溶液的反应
［活动与探究］请同学们分组完成课本P11~P12实验探究。
［实验记录］
实验内容
现象
化学方程式
将铝丝浸入硫酸铜溶液中
铝丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色
发生置换反应：
2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu
将铜丝浸入硝酸银溶液中
铜丝表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色逐渐变为蓝色
发生置换反应：Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag
将铜丝浸入硫酸铝溶液中
铜丝表面和溶液均没有明显变化
Cu和Al2(SO4)3不发生反应
[实验结论]（1）铝可以将铜从其化合物溶液中置换出来，铜可以将银从其化合物溶液中置换出来；铜不可以将铝从其化合物溶液中置换出来。（2）金属活动性：Al>Cu>Ag。
［提问］上述能发生反应的化学方程式的特点是什么？它们属于哪种反应类型？
［答］置换反应。
［小结］我们能推理得出铝、铜、银的金属活动性顺序，是因为金属活动性强的金属能把金属活动性弱的金属从其化合物溶液中置换出来，这也是我们比较金属活动性强弱的依据之一。
知识点2 金属活动性顺序
［讲解］经过了许多类似上述实验的探究经过许多实验探究，人们总结出了常见金属在水溶液中的活动性顺序：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。
［提问］同学们是否发现：金属活动性顺序中为什么有氢的位置，有何作用？
［答］排在氢前的金属能置换出稀盐酸或稀硫酸中的氢，生成氢气，而排在氢后的金属不能置换出酸中的氢（即不反应）。
［追问］金属活动性顺序有何重要应用呢？
［答］金属活动性顺序在工农业生产利科学研究中具有重要应用，运用金属活动性顺序，我们可以预测某种金属是否能与稀盐酸、稀硫酸或其他金属的化合物溶液发生置换反应。
备课笔记
特别提醒：
（1）反应一定要在水溶液中进行，不溶于水的金属化合物一般不与金属反应。如Mg和AgCl不反应。因为AgCl不溶于水。
（2）由于K、Ca、Na的活动性较强，若将它们放入某金属的化合物溶液中，它们会首先和水发生反应，而不能将金属化合物中的金属置换出来。
进行新课
［过渡］我们已经知道：金属能跟金属化合物溶液反应，是否所有金属都能与金属化合物溶液反应呢？金属与金属化合物溶液反应应满足什么条件？下面我们一起来探究一下置换反应的特点。
［布置任务］请同学们利用手中仪器和药品完成下列实验探究活动：探究金属与金属化合物溶液的反应。
［活动与探究］
实验目的：探究金属是否都能与金属化合物的溶液反应。
实验用品：锌片、铁丝、铜丝、CuSO4溶液、AgNO3溶液、NaCl溶液、试管（若干）。
实验要求：取3支试管，分别加入一小片锌片、铁片、铜片，然后分别加入CuSO4溶液、AgNO3溶液、NaCl溶液，仔细观察并记录实验现象，填写实验报告。
实验记录：
CuSO4溶液
AgNO3溶液
NaCl溶液
Zn
锌片表面有红色物质附着，溶液由蓝色逐渐变为无色
锌片表面有银白色物质附着
无明显现象
Fe
铁片表面有红色物质附着，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
锌片表面有银白色物质附着，溶液由无色逐渐变为浅绿色
无明显现象
Cu
无明显现象
铜片表面有银白色物质附着，溶液由无色逐渐变为蓝色
无明显现象
［讨论］
1.哪些物质间能发生反应，反应产物是什么？
2.对照金属活动性顺序，分析归纳出金属和金属化合物溶液反应有什么规律？
［回答］在金属活动性顺序中，位于前面的金属可以把位于其后面的金属从它们的溶液中置换出来。
［归纳总结］在金属活动性顺序里：
1.金属的位置越靠前，它的活动性就越强。
2.位于氢前的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
3.位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来（除K、Ca、Na外）。
［强化练习1］如何验证Zn、Cu、Ag三种金属的活动性？
［交流］分小组讨论，设计实验方案，并选出最简便的方案进行汇报。
［归纳］方法1：取活动性居中的金属单质，如铜丝，而比铜活动性强的金属和比铜活动性弱的金属取其溶液，如ZnCl2溶液和AgNO3溶液，然后将铜丝分别伸入两溶液中，通过是否有金属被置换出来而确定金属的活动性。即“两液夹一金”。
备课笔记
特别提醒：
判断提供的试剂组能否验证金属的活动性强弱，可根据试剂组中的金属与盐溶液的反应，得出两种金属的活动性顺序，然后再综合看能否得出几种金属之间活动性的强弱顺序。
进行新课
方法2：取金属活动性居中的金属的化合物溶液，如CuSO4溶液，而比铜活动性强的金属和比铜活动性弱的金属取其单质，如锌片和银片，然后分别将锌片和银片放入CuSO4溶液中，根据是否有红色的铜被置换出来，确定金属的活动性。即“两金夹一液”的方法。
［强化练习2］如何验证Mg、Zn、Cu、Ag的活动性？
［交流］分小组讨论，设计实验方案，并在汇报过程中评选出最简便的方法。
［总结］
一般情况下金属可分成两类：一类氢前金属，一类氢后金属，所以通常先取四种金属的单质和一种稀酸（如盐酸），分别将四种金属放于盐酸中，根据是否有气泡产生，来确定Mg、Zn（氢前金属）比Cu、Ag（氢后金属）活泼。再分别根据金属单质与金属化合物的溶液的反应对比来确定氢前金属Mg比Zn活泼（例如将Mg丝放入ZnCl2溶液中）；氢后金属，Cu比Ag活泼（例如将Cu丝放入AgNO3溶液中）。
［过渡］黄金饰品中的假货常常鱼目混珠，社会上有些不法分子时常以黄铜冒充黄金进行欺诈活动。黄铜（铜锌合金）与黄金的外观很相似，我们可用什么办法来鉴别它们呢？
［学生活动］设计方案鉴定黄铜（铜锌合金）与黄金。
［汇报］
方法1：能与盐酸、稀硫酸反应的为黄铜、不反应的为黄金。
方法2：能与AgNO3溶液反应的为黄铜、不反应的为黄金。
方法3：黄金与黄铜的密度不同，测一下它们的密度即可区别。
方法4：黄金与黄铜的硬度不同，把它们互相刻画，硬度大的为黄铜，小的为黄金。
［讲解］以上各种方案都能鉴别二者，这些方案的设计都运用了预测的思路。预测是在已有信息的基础上，依据一定规律和方法对未知事物所进行的一种推测。在化学研究中，可以通过化学实验等方法来验证所作预测的合理性，其思路模型如下图。这些方法都是根据黄铜（铜锌合金）与黄金的不同性质特征做出一定的预测，并根据其特点设计实验，使实验结果与预测对照，进而验证得出结论。
［思考］常用的探究金属活动性顺序的方法有哪些？
［总结］
方法1：利用金属与稀盐酸、稀硫酸的反应。依据现象判断：反应越容易实现，其金属活动性越强。没有气体产生的，其金属活动性位于金属活动性顺序中氢的后面。
方法2：利用金属与金属化合物溶液的反应。依据反应能否发生判断：能反应说明置换的金属比被置换金属活动性强。
备课笔记
特别提醒：
设计实验时应注意控制变量：几种金属形状大小相同，酸应为同浓度的同种酸。
规律总结：
要会利用金属活动性顺序设计实验，来验证金属的活动性强弱。氢前面的金属会与酸反应，但氢后面的金属不会与酸反应，前面的金属会把后面的金属从其化合物溶液中置换出来，但后面的金属不能把前面的金属从其化合物溶液中置换出来。
教学板书
第2课时 金属活动性顺序
1. 金属与金属化合物溶液反应
2Al+3CuSO4==3Cu+Al2(SO4)3
Cu+2AgNO3==2Ag+Cu(NO3)2
Cu和Al2(SO4)3不反应
结论：金属活动性Al＞Cu＞Ag
2. 金属活动性顺序能帮助判断置换反应是否能发生
在金属活动性顺序里：
①金属的位置越靠前，它的活动性越强。
②位于氢前的金属能置换出盐酸和稀硫酸中的氢。
③位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来（除K、Ca、Na外）。
3. 探究金属活动性常用的两种方法
（1）利用金属和盐酸、稀硫酸反应探究
（2）利用金属和金属化合物的溶液反应探究（验证Zn、Ag、Cu的金属活动性）。
①“两液夹一金”的方法（Cu丝、ZnCl2溶液、AgNO3溶液）。
②“两金夹一液”的方法（Zn片、Ag片、CuSO4溶液）。
4.金属活动性顺序可以用来预测常见金属的某些化学性质，并解释有关的实验现象和实际应用。
课堂小结
本节课的内容主要放在对金属活动性顺序的探究上，采用“实验－讨论”的探究模式，通过对实验事实的分析，层层诱导由学生自己归纳得出置换反应的特点。并通过对某些金属活动性的比较，进而引出金属活动性的顺序。通过练习，使学生能应用置换反应和金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
教材习题解答
练习与应用（P15）
5.（1）不能反应；（2）Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu；
（3）不能反应；（4）Al+3AgNO3===Al(NO3)3+3Ag。
6.
混合物
除去杂质的化学方程式
主要操作步骤
铜粉（Fe）
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
加适量盐酸至无气泡产生，过滤，洗涤，干燥
FeCl2溶液（CuCl2）
Fe+CuCl2===FeCl2+Cu
加适量无锈铁钉或铁粉，充分反应后过滤
备课笔记
教材习题解答
7.金属活动性由强至弱依次为 Ｘ、Ｙ、Ｚ。
8.解：设30 g Mg、Zn、Fe分别与足量盐酸反应生成氢气的质量分别为x、y、z。
Mg ~ H2 Zn ~ H2 Fe ~ H2
24 2 65 2 56 2
30g x 30g y 30g z
答：30 g Mg、Zn、Fe分别与足量盐酸反应生成氢气的质量分别为2.5g、0.9g、1.1g。
[解析] 此题计算过程并不复杂，只是计算次数较多。 通过此题的计算我们要注意发现规律，即等质量的Mg、Zn、Fe与足量的盐酸反应时，产生H2的质量由多到少的顺序为Mg、Zn、Fe，可见等质量的+2价金属与足量的酸反应时，相对原子质量越小的金属，产生的氢气越多。
难题解答
【例】向AgNO3溶液中加入一定质量的Al和Fe的混合粉末，充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法：
①向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生。
②向滤液中加入稀盐酸，一定有沉淀产生。
③滤渣中一定含有Ag。
④滤液中一定含有Fe ( NO3)2，一定不含AgNO3，可能含有Al（NO3）3。
以上说法正确的个数为 （ ）
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【解析】由于没有提及具体的铝和铁的量，所以不能判断金属是否剩余，而银不能和酸反应，所以不能判断一定产生气泡，故①错；由于没有提及具体的铝和铁的量，所以不能判断是否将硝酸银全部置换出来，所以不能判断一定产生沉淀，故②错；由于铁和铝的活动性都比银强，所以在滤渣中一定含有银单质，故③对；溶液得到是浅绿色溶液，所以可以判断铝已完全反应，所以滤液中一定含有硝酸铝溶液和硝酸亚铁溶液，可能含有硝酸银，故④错；即题中所给的说法正确的只有③，即只有一种说法正确，故选B。
【答案】B
布置作业：完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。
备课笔记
方法点拨：
（1）当两种或多种金属化合物在溶液中共存时，最不活泼的金属先从溶液中被置换出来。
（2）当两种或多种金属与一种金属化合物溶液同时混合时，最活泼的金属（K、Ca、Na除外）先发生置换反应，置换出金属化合物溶液中的金属。即：金属活动性相差越大，置换反应越易发生（K、Ca、Na除外）。
教学反思
1.本课题的教学重点应放在对金属活动性顺序的探讨上，在整个探究过程中，教师的组织和引导作用非常重要，同时要注意引导学生主动参与知识获取过程，要组织学生在实验的基础上进行讨论、学习科学探究的方法。
2.可以通过对一些实例和习题的讨论和分析，让学生感受金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中的重要应用，并认识金属活动性顺序可以作为有关金属能否在溶液中发生置换反应等的判断依据。
教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结：
7
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