师:同学们,今天我们一起来学习第八单元课题二第二课时——金属与盐酸、稀硫酸的反应。这是今天的学习目标:一、知道根据能否与盐酸或稀硫酸反应,可将金属分为活泼金属与不活泼金属;二、知道活泼金属与盐酸或稀硫酸反应产生氢气,能写出有关化学方程式;三、能够判断置换反应;四、了解金属与盐酸或稀硫酸反应的应用,并能举例。上册书我们学到实验室用稀硫酸和锌粒反应来制备氢气,反应原理是锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,实验现象为固体逐渐溶解,有较多气泡冒出。那同学们想一想,除了锌以外,还有没有其他金属可以和盐酸或稀硫酸反应生成氢气呢?上学期我们学过金属都是由金属原子构成的,金属原子在化学反应中都容易失去电子,所以它们都具有相似的化学性质。我猜想还有许多金属可以和盐酸或稀硫酸反应生成氢气。老师今天设计了以下实验来验证猜想。
实验如下:用形状大小相同的镁、锌、铁、铜分别与相同浓度、相同体积的盐酸、稀硫酸进行反应。
首先看实验一:在试管里放入一小片镁,加入5毫升稀盐酸,观察到镁与稀盐酸剧烈反应,放出大量气泡,同时固体镁不断减少。用燃着的小木条放在试管口,试管口出现火焰并有轻微的爆鸣声。
师:往试管中放入少量镁,再加入5毫升稀盐酸,大家观察到什么现象?
生:镁条和盐酸剧烈反应生成大量气泡,固体逐渐溶解。
师:用燃着的木条放在试管口,又观察到什么?
生:气体被点燃并发出爆鸣声。
师:通过此实验我们可以得出什么结论?
生:镁能够和稀盐酸发生反应生成氢气。
师:接下来参照上述实验步骤,分别将与上述镁条大小相同的锌、铁、铜放入试管中,并加入相同量的稀盐酸观察现象。
生:锌片表面有大量气泡生成,铁片表面有少量气泡生成,同时溶液呈浅绿色。铜片表面无气泡生成。
师:用燃着的小木条放在试管口观察现象呢?
生:试管口出现火焰,并有轻微的爆鸣声。
师:分别在放有相同形状大小的锌、铁、铜的试管中加入相同浓度的5毫升稀盐酸,大家再详细说说观察到的实验现象。
生:锌和稀盐酸反应较剧烈,产生较多气泡;铁与稀盐酸反应相对较缓慢,有少量气泡冒出,且溶液由无色变成浅绿色;铜和稀盐酸无明显现象。用燃着木条放在锌和铁的试管管口,气体被点燃并发出爆鸣声。
师:通过此实验,可以得出什么结论?
生:锌和铁能够和稀盐酸反应生成氢气,而铜不能和盐酸反应。
师:最后看实验三:镁、锌、铁、铜和稀硫酸混合。用稀硫酸代替稀盐酸进行实验,并比较发生的现象。
生:观察到镁、锌、铁与稀硫酸反应都有气泡生成,铜与稀硫酸不反应。用燃着的小木条放在试管口,试管口出现火焰并有轻微的爆鸣声。
师:用稀硫酸代替稀盐酸重复上述实验,详细说说观察到的现象。
生:镁条和稀硫酸反应非常剧烈,产生大量气泡,且固体逐渐溶解;锌和稀硫酸反应相对较剧烈,有较多气泡产生;铁和稀硫酸反应比较缓慢,有少量气泡冒出,且溶液由无色变成浅绿色;铜不和稀硫酸发生反应,生成的气体均能够被燃着的木条点燃并发出爆鸣声。
师:通过此实验,可以得出什么结论?
生:镁、锌、铁能够和稀硫酸反应生成氢气,铜不能和稀硫酸发生反应。
师:现在总结一下,根据上述实验回答几个问题。一、哪些金属能够和盐酸、稀硫酸发生反应?它们的反应剧烈程度如何?
生:镁、锌、铁能够和盐酸、稀硫酸发生反应,剧烈程度是镁大于锌大于铁。
师:二、反应后生成的气体是什么?
生:根据气体能够被点燃,是可燃性气体,反应物中没有碳元素,只有氢元素,推测该气体是氢气。
师:三、哪些金属不能和盐酸、稀硫酸反应呢?
生:铜和盐酸、稀硫酸混合后无明显现象,说明铜和盐酸、稀硫酸不发生化学反应。
师:据此我们得到实验结论,根据反应时是否有氢气产生,可以将金属分为两类。一、能够和盐酸、稀硫酸反应生成氢气的活泼金属,如镁、锌、铁;二、不能和盐酸、稀硫酸反应的不活泼金属,如铜。接下来看一个练习,在试管中分别放有少量面积相同的锌片、铁片、铜片,然后分别加入5毫升稀盐酸。下列说法正确的是,请同学们认真思考后作答。本题考察镁、锌、铁、铜和稀盐酸反应的实验现象。我们知道活泼金属镁、锌、铁能够和盐酸、稀硫酸反应生成氢气,不活泼金属铜不和盐酸、稀硫酸反应,所以可以得知C选项“铜片慢慢变黑,逐渐消失,溶液变成蓝色”是错误的,以及D选项“镁片表面没有任何现象”也是错误的。那A、B选项哪里错误了?
生:A选项中,铁片和稀盐酸反应生成的是氯化亚铁,溶液应该是浅绿色,不是黄色。
师:所以正确选项为B,即锌片和稀盐酸反应较剧烈,产生较多气泡。现在根据实验现象以及元素守恒试推测镁和盐酸还有稀硫酸反应的产物是什么。先分析镁和稀盐酸的反应,反应前是镁和稀盐酸,稀盐酸中含有氯化氢和水。反应后得到氢气以及一种无色溶液。无色溶液中已知有水,那另一种物质是什么呢?
生:根据反应前有镁、氯、氢、氧四种元素,反应后目前只有氢氧元素,推测该物质至少含有镁、氯元素,猜测是氯化镁。
师:经过大量实验验证,水确实没参加该反应,无色溶液中另一物质就是氯化镁。同理可得镁和稀硫酸反应所得到的无色溶液中含有的另一物质就是硫酸镁。据此,书写镁和盐酸以及稀硫酸的化学反应方程式。镁和盐酸中的氯化氢反应生成氢气和氯化镁,这个方程式怎么配平?
