2019年九年级化学下册 第八单元 金属和金属材料 实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质课件 （

【实验目的】1.巩固和加深对金属性质的认识。2.培养实验设计能力。【实验用品】试管、试管夹、酒精灯、坩埚钳、电池、导线、小灯泡、火柴、镊子、单刀开关。镁条、锌粒、铝片、铁片、铁粉、铜片、黄铜片(或白铜片)、稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液、硝酸银溶液。【实验】1.金属的物理性质实验步骤实验现象实验结论观察镁、铝、铁、铜的颜色和光泽镁、铝、铁是银白色的,铜是紫红色的金属都有金属光泽,大多数呈银白色铜片和铝片、铜片和黄铜片(或白铜片)相互刻画铜片在铝片上留有痕迹,黄铜片(或白铜片)在铜片上留有痕迹铜的硬度比铝大,黄铜片(或白铜片)的硬度比铜大用电池、导线、金属片、小灯泡、单刀开关组成串联电路小灯泡亮金属有导电性2.金属的化学性质(1)金属与氧气的反应【实验步骤】用坩埚钳夹取一块铜片,放在酒精灯火焰上加热。【实验现象】铜片表面变黑。【实验结论】铜能与氧气反应。(2)金属与酸的反应【实验步骤】向5支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片,然后分别加入5mL稀盐酸(或稀硫酸),观察现象。【实验现象】放镁条、铝片、锌粒、铁片的试管中有气体生成,生成的气体能燃烧;放铜片的试管中没有气体生成。【实验结论】金属镁、铝、锌、铁能与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成氢气,铜与稀盐酸(或稀硫酸)不反应。(3)比较铁、铜、银的金属活动性强弱三种金属的活动性顺序为铁铜银【问题与交流】铁是银白色金属。在上述实验中,你观察到的铁片和铁粉是什么颜色的?你有什么问题?查阅资料,与同学们交流。铁片是银白色的,而铁粉是黑色的。为什么铁片与铁粉的颜色不同呢?主要有两方面原因:1.二者对光的吸收与反射会因二者的形状等因素不同而不同。2.铁粉更容易被空气氧化,铁片和铁粉氧化的程度不一样,导致二者对光的吸收与反射不一样。实验步骤现象结论将铁片放入硫酸铜溶液中铁片表面析出一层红色固体铁的活动性比铜强将铜片放入硝酸银溶液中铜片表面析出一层银白色固体铜的活动性比银强例1设计实验证明金属的导热性。根据你所设计实验的需要,自行选择下述仪器及用品:带铁圈的铁架台、小蜡烛、酒精灯、长铜片、铁丝、火柴。实验操作实验现象解析要设计实验证明金属的导热性,结合所提供的仪器及用品,可设计实验如下:先将小蜡烛粘在长铜片的一端,然后把长铜片放在铁架台的铁圈上,点燃酒精灯给长铜片的另一端加热,观察现象。答案先将小蜡烛粘在长铜片的一端,然后把长铜片放在铁架台的铁圈上,点燃酒精灯给长铜片的另一端加热小蜡烛底部熔化(合理即可)例2(2018湖南衡阳岐山一模)M是生活中常见的金属,MSO4溶液是无色液体,某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序,请你和他们一起进行以下探究活动。【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的?【猜想与假设】小东的猜想是AlCuM;小林的猜想是AlMCu;你的猜想是。【设计与实验一】小东取M丝、铜丝、铝丝分别放入盛有体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸中,实验现象如下:实验操作M丝铜丝铝丝实验结论刚开始的现象有少量气泡产生无气泡无气泡MCu;MAl几分钟后的现象有少量气泡产生无气泡有大量气泡产生【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢?同学们带着这个疑问查阅了相关资料,明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡,是因为铝表面致密的氧化膜会先与盐酸反应。【反思与评价】做金属性质实验时需将金属进行打磨,打磨的目的是。【设计与实验二】为了进一步探究三种金属的活动性顺序,同学们取粗细相同、打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液,又进行了如图8-4-1所示的实验: 图8-4-1(1)试管乙中观察到的现象是。(2)试管丙中反应的化学方程式为。【交流与表达】同学们经讨论后认为该实验可以优化,去掉试管(填试管编号)中的实验,也可以得出正确的结论。【解释与结论】通过以上实验,同学们得出了三种金属的活动性顺序。解析【猜想与假设】根据小东和小林的猜想可知,我的猜想为MAlCu。【设计与实验一】相同条件下,金属越活泼,与相同浓度的酸反应越剧烈,相同时间内产生气泡越多,由几分钟后的现象可以看出,金属活动性:AlMCu。【反思与评价】打磨的目的是除去金属表面的氧化膜。【设计与实验二】(1)因通过【设计与实验一】得出金属活动性:MCu,故M可以置换出CuSO4溶液中的Cu,乙中实验现象是M丝表面有红色固体析出,蓝色变浅或变为无色。(2)由于Al的活动性强于Cu,所以铝可与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸铝与铜。【交流与表达】由甲可得出金属活动性:AlM,由乙可得出金属活动性:MCu,则金属活动性:AlMCu,所以丙是多余的。答案【猜想与假设】MAlCu【设计与实验一】AlMCu【反思与评价】除去金属表面的氧化膜【设计与实验二】(1)M丝表面有红色固体析出,蓝色变浅或变为无色(2)2Al+3CuSO4 Al2(SO4)3+3Cu【交流与表达】丙炼铁原理的探究与创新意识素养呈现能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论,提出进一步探究或改进实验的设想;能运用所学过的化学知识独立地去解决问题,从而达到培养综合运用化学理论知识的能力、独立实验的能力和创新能力。素养解读化学实验可以深化学生对化学知识的理解、迁移和创新,对化学原理规律的发现、认识和运用,以培养化学学科素养、化学信息素养、化学思维素养和化学语言素养等。以炼铁原理的学习为载体,在实验探究的过程中训练学生的思维能力,锻炼学生根据已有的学习经验来设计实验步骤,思考实验过程中应注意哪些问题等。典例剖析例(2018江苏徐州三中质检)我国是一个钢铁大国,钢铁产量居世界第一。某化学实验小组的同学用下面的装置在实验室中模拟炼铁。请你和他们一起完成相关探究。 图8-4-2(1)操作顺序是实验成功的关键,对于该实验,应。(填“先通入一氧化碳”或“先点燃酒精灯”)(2)反应中可观察到粗玻璃管内的固体逐渐由色变成色,写出该反应的化学方程式:。(3)产物的检验:①初步检验:甲同学想对反应后的固体产物进行初步检验,请你帮他想出一个物理方法:。②进一步验证:乙同学想用化学方法对固体产物进行进一步验证,他将反应后的黑色粉末加入足量的硫酸铜溶液中,发现只有部分变红。请写出生成红色物质的化学方程式:。(4)质疑与探究:①乙同学对产物的成分产生了质疑,查阅相关资料之后得知,一氧化碳还原氧化铁的过程如下:首先,Fe2O3被还原为Fe3O4:3Fe2O3+CO 2Fe3O4+CO2。然后,Fe3O4被还原为FeO:Fe3O4+CO +CO2(请将化学方程式补充完整)。最后,FeO被还原为Fe:FeO+CO Fe+CO2。②通过以上分析,甲、乙两位同学对反应后黑色固体的成分进行了猜想:猜想一:Fe与Fe3O4;猜想二:Fe与FeO;猜想三:Fe、Fe3O4和FeO。已知:FeO、Fe3O4均为黑色,且Fe3O4有磁性,FeO、Fe3O4都不与硫酸铜溶液反应。③为了对固体产物成分进行更客观的分析,甲、乙两位同学将所做实验整理如下:④实验反思:为了提高铁的产率,应适当(填“降低”或“提高”)反应温度。实验内容实验现象实验结论将反应后得到的黑色粉末用磁铁吸引猜想一成立将反应后得到的黑色粉末加入足量的硫酸铜溶液中解析本题借助在实验室中模拟炼铁的原理及对产物的探究过程,考查了能运用化学知识解决实际问题的核心素养。(1)一氧化碳具有可燃性,加热前一定要先通入一氧化碳气体将空气排尽,然后给玻璃管加热;完全反应后,为防止生成的铁重新被氧化,应先停止加热,继续通入一氧化碳至玻璃管冷却。(2)一氧化碳能把红棕色的氧化铁粉末还原成黑色的铁粉,化学方程式是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。(3)由于铁可以被磁铁吸引,所以可以用磁铁吸引来确定固体产物;铁可以与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为Fe+CuSO4 FeSO4+Cu。(4)①Fe3O4被CO还原为FeO和CO2的化学方程式为Fe3O4+CO 3FeO+CO2。③Fe与Fe3O4都可以被磁铁吸引,将反应后得到的黑色粉末用磁铁吸引,如果全部被吸引,则说明猜想一成立;进一步证明,被吸引的是铁还是铁与四氧化三铁的混合物,可将反应后得到的黑色粉末加入足量的硫酸铜溶液中,如果部分变红,则说明猜想一成立;④由于在600℃以上Fe2O3才逐步转化为铁,所以提高温度有利于提高铁的产率。答案(1)先通入一氧化碳(2)红棕黑Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2(3)①用磁铁吸引②Fe+CuSO4 FeSO4+Cu(4)①3FeO③全部被吸引部分变红④提高