探究案例 金属的活动性

一、探究目的

1．通过实验探究某些金属分别与酸溶液、盐溶液发生置换反应的规律。

2．能根据实验现象，总结出金属活动性顺序。

3．认识化学实验在发现化学原理和反应规律中的意义。

4．了解比较实验在实验探究中的作用。

二、探究活动

1．问题情景和问题的提出

早在1776年，亨利·卡文迪就发现金属能置换出酸中的氢。在学习酸的知识时，我们已经知道盐酸、稀硫酸能与铝、铁等金属反应放出氢气，但是否所有的金属都能与盐酸、稀硫酸反应放出氢气呢？金属与盐酸、稀硫酸放出氢气的反应剧烈程度是否相同呢？

我国劳动人民在16世纪就已发现铁与铜盐溶液作用，得到金属铜。西汉的《淮南万毕术》中的“曾青（ ）得铁则化为铜”，东汉的《神农本草经》中的“石胆（ ）能化铁为铜”等的记载。

金属与某些盐溶液能否发生置换反应，也可说明金属活动性的强弱。活泼性较强的金属能将活泼性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。

2．实验探究

探究方案（Ⅰ）

从金属与酸的反应中探究金属的活动性

1．实验步骤

在3支试管中各加入少量等体积、等浓度的盐酸（或稀硫酸），分别在试管中加入经砂纸打磨过的洁净的铁钉、1根镁条和铜丝，观察反应现象，并比较其反应的剧烈程度。

2．现象与结论

（1）上述实验中，能与稀盐酸（或稀硫酸）反应置换出氢气的金属有_____________。

（2）金属与稀盐酸（或稀硫酸）反应置换出氢气的剧烈程度为____________________。

（3）活动性强的金属能与稀盐酸（或稀硫酸）反应置换出氢气。金属的活动性越强，金属与盐酸、稀硫酸放出氢气的反应越剧烈。据此，你认为镁、铜、铁的金属活动性由强到弱的顺序为_______________________________________________________。

探究方案（Ⅱ）

从金属与盐溶液的反应中探究金属的活动性

请完成以下探究活动。

探究目的：通过实验比较铜、银两种金属的金属活动性。

你的假设：__________________________________________。

实验方案： __________________________________________。

__________________________________________。

__________________________________________。

实验记录：__________________________________________。

你的结论：__________________________________________。

探究方案（Ⅲ）

运用实验现象分析、阅读教材、查阅资料、与同学或教师讨论等多种方法，回答下列问题：

1．把能与稀盐酸（或稀硫酸）反应置换出氢气的金属放在氢（H）的前面，不能与稀盐酸（或稀硫酸）反应置换出氢气的金属放在氢（H）的后面，按金属活动性由强到弱的顺序排列镁、铜、铁、银四种金属。

2．将常见金属按活动性强弱顺序填入下面的坐标中。

3．运用金属活动顺序表，回答下列问题：

（1）在学习常见酸的性质时，曾提到它们都能够跟“某些金属”发生置换反应。你认为这里的“某些金属”是指金属活动顺序表中的哪些金属？

（2）人类到19世纪才冶炼出金属铝单质，为什么获得单质铝要比获得单质铜晚得多？

（3）为什么自然界中金、银能以单质存在，而其他大多数金属都不是以单质的形式存在？

（4）你知道铝和铁的金属活动性强弱的顺序了吗？请设计实验探究铝和铁的金属活动性强弱。

（5）化工生产上许多接触到稀盐酸的设备都要在钢铁表面搪瓷，许多零部件（如阀门）用铜制造，而不用钢铁制造。你能说出其中的道理吗？

（江苏 戴春华）