金屬與酸和水教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)理解并掌握常見金屬與酸和水反應(yīng)的基本規(guī)律，能夠準(zhǔn)確預(yù)測反應(yīng)現(xiàn)象和產(chǎn)物掌握金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用理解金屬與酸、水反應(yīng)的本質(zhì)能夠規(guī)范書寫相關(guān)化學(xué)方程式能力目標(biāo)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能和觀察分析能力，提升化學(xué)思維能夠設(shè)計(jì)并安全操作相關(guān)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察和分析能力提高解決化學(xué)問題的綜合能力情感目標(biāo)培養(yǎng)科學(xué)探究精神和安全意識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣樹立實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度理解化學(xué)知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用金屬的定義與分布金屬元素在元素周期表中占據(jù)著重要地位，約占元素總數(shù)的75%。它們是人類文明發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，從史前時(shí)代的青銅器到現(xiàn)代社會(huì)的各種合金材料，金屬一直伴隨著人類社會(huì)的進(jìn)步。典型金屬元素1堿金屬鉀(K)、鈉(Na)等，位于元素周期表第IA族，活潑性極強(qiáng)2堿土金屬鈣(Ca)、鎂(Mg)等，位于元素周期表第IIA族，活潑性較強(qiáng)3過渡金屬鐵(Fe)、鋅(Zn)、銅(Cu)等，位于元素周期表中間區(qū)域4其他金屬鋁(Al)等，分布在周期表右側(cè)，具有一定的兩性特征金屬的基本性質(zhì)良好的導(dǎo)電性金屬中的自由電子能夠定向移動(dòng)，使電流通過。這一性質(zhì)使金屬成為電線、電纜等導(dǎo)電材料的首選。銀的導(dǎo)電性最好，銅次之，鋁再次之。優(yōu)異的導(dǎo)熱性金屬中的自由電子能夠快速傳遞熱能。這就是為什么鍋具、散熱器等通常使用金屬材料制造。銀的導(dǎo)熱性最好，銅和鋁也很出色。良好的延展性金屬可以被拉伸成絲（延性）或壓成薄片（展性）而不斷裂。金、銀、銅、鋁等金屬的延展性特別好，能制成極細(xì)的絲或極薄的箔。特有的金屬光澤金屬表面能夠反射大部分可見光，呈現(xiàn)出特有的金屬光澤。不同金屬的光澤有所不同，如金黃色、銀白色、銅紅色等。這種光澤是金屬最易識(shí)別的特征之一?；顫娊饘倥c不活潑金屬金屬活潑性分類金屬的活潑性直接決定了它們與酸、水反應(yīng)的難易程度。按照化學(xué)活潑性，可以將常見金屬分為三大類：高活潑金屬鉀(K)：活潑性最強(qiáng)，與冷水劇烈反應(yīng)鈉(Na)：與冷水強(qiáng)烈反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣鈣(Ca)：能與冷水反應(yīng)，但反應(yīng)不如鉀鈉劇烈鎂(Mg)：常溫下與水反應(yīng)緩慢，與熱水反應(yīng)明顯中活潑金屬鋁(Al)：表面氧化膜保護(hù)，實(shí)際活潑性高于表現(xiàn)鋅(Zn)：能與酸反應(yīng)，但不易與冷水反應(yīng)鐵(Fe)：能與酸反應(yīng)，與水蒸氣在高溫下反應(yīng)低活潑金屬鉛(Pb)：與酸反應(yīng)緩慢，幾乎不與水反應(yīng)銅(Cu)：不與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，不與水反應(yīng)銀(Ag)、金(Au)：活潑性極低，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定金屬活潑性的差異直接影響了它們?cè)谧匀唤缰械拇嬖谛问健８呋顫娊饘僭谧匀唤缰幸曰蠎B(tài)存在，如氧化物、鹽類；而低活潑金屬如金、銀等則可以以單質(zhì)形態(tài)存在。活潑性的本質(zhì)金屬活潑性的本質(zhì)是金屬原子失去電子形成陽離子的難易程度?；顫娊饘僭油鈱与娮虞^少且容易失去，形成穩(wěn)定的電子構(gòu)型，因此化學(xué)性質(zhì)活潑；而不活潑金屬原子失去電子較困難，因此化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。金屬活動(dòng)性順序表金屬活動(dòng)性順序詳解金屬活動(dòng)性順序表是按照金屬失去電子能力強(qiáng)弱排列的順序，是預(yù)測金屬化學(xué)反應(yīng)的重要工具：K>Na>Ca>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Au活潑性遞減方向從左向右，金屬的活潑性逐漸降低，失去電子的能力逐漸減弱置換反應(yīng)判斷位置靠前的金屬能置換出位置靠后金屬的鹽溶液中的金屬與酸反應(yīng)判斷位于氫前的金屬能與酸反應(yīng)放出氫氣，位于氫后的金屬不能與水反應(yīng)判斷活潑性越強(qiáng)，與水反應(yīng)條件越溫和，反應(yīng)越劇烈重要提示：紅色標(biāo)注的金屬（K、Na、Ca、Mg、Al、Zn、Fe、Cu、Ag、Au）是高中化學(xué)中的常考金屬，應(yīng)重點(diǎn)掌握它們的活動(dòng)性順序及相關(guān)反應(yīng)。氫元素雖然不是金屬，但在活動(dòng)性順序表中起到重要的分界線作用。酸的性質(zhì)回顧酸的基本定義酸是一類能電離出氫離子(H?)的化合物。在水溶液中，酸會(huì)解離產(chǎn)生氫離子，這些氫離子會(huì)與水分子結(jié)合形成水合氫離子(H?O?)，使溶液呈現(xiàn)酸性。常見酸的特性鹽酸HCl強(qiáng)酸，水溶液中幾乎完全電離無色、有刺激性氣味的氣體水溶液俗稱"鹽酸"，工業(yè)上用于除銹與活潑金屬反應(yīng)生成氯化物和氫氣硫酸H?SO?強(qiáng)酸，第一步電離幾乎完全濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，稀硫酸無氧化性濃硫酸具有脫水性，能吸收水分與金屬反應(yīng)時(shí)，濃硫酸和稀硫酸表現(xiàn)不同硝酸HNO?強(qiáng)酸，水溶液中幾乎完全電離具有強(qiáng)氧化性，能使大多數(shù)金屬鈍化與金屬反應(yīng)通常不產(chǎn)生氫氣工業(yè)上用于制造肥料和炸藥實(shí)驗(yàn)室中常用的酸類試劑，通常存放在專門的試劑柜中，使用時(shí)需注意安全。酸的通性能使紫色石蕊試紙變紅能與堿反應(yīng)生成鹽和水（中和反應(yīng)）能與某些金屬反應(yīng)產(chǎn)生氫氣能與碳酸鹽反應(yīng)放出二氧化碳在金屬與酸的反應(yīng)中，主要考慮酸的氧化性和金屬的還原性，這決定了反應(yīng)的產(chǎn)物和反應(yīng)程度。水的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)條件水分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)水分子由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子組成，分子式為H?O。水分子呈彎曲狀，氧原子與兩個(gè)氫原子之間的鍵角約為104.5°。由于氧原子的電負(fù)性比氫原子大，使得水分子呈現(xiàn)極性，是一種極性分子。水與金屬反應(yīng)的條件1冷水條件只有活潑性極強(qiáng)的金屬（如鉀、鈉、鈣）才能與冷水反應(yīng)。反應(yīng)通常很劇烈，會(huì)放出大量的熱，甚至產(chǎn)生火花。2熱水條件活潑性較強(qiáng)的金屬（如鎂）能與熱水反應(yīng)。提高溫度可以增加分子的活性，加快反應(yīng)速率，使原本不易發(fā)生的反應(yīng)變得明顯。3水蒸氣條件一些中等活潑性的金屬（如鐵）只能與高溫水蒸氣反應(yīng)。高溫水蒸氣提供了更高的能量，能夠克服反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)發(fā)生。4不反應(yīng)條件活潑性低的金屬（如銅、銀、金）在任何條件下都不與水反應(yīng)。這些金屬的還原性較弱，不足以將水中的氫還原出來。水分子結(jié)構(gòu)模型：氧原子與兩個(gè)氫原子通過共價(jià)鍵連接，呈V字形結(jié)構(gòu)。溫度對(duì)反應(yīng)的影響溫度升高會(huì)顯著影響金屬與水的反應(yīng)：加快反應(yīng)速率：分子運(yùn)動(dòng)加劇，有效碰撞增加降低反應(yīng)活化能：使得一些在常溫下不反應(yīng)的金屬可以反應(yīng)改變反應(yīng)平衡：有些反應(yīng)在高溫下更容易向產(chǎn)物方向進(jìn)行因此，在探究金屬與水的反應(yīng)時(shí)，必須明確指出反應(yīng)的溫度條件，這是影響反應(yīng)能否進(jìn)行的關(guān)鍵因素之一。金屬與稀鹽酸的通式通式表達(dá)M+2HCl→MCl?+H?↑其中M代表二價(jià)金屬元素，如Mg、Fe、Zn等方程式配平根據(jù)金屬價(jià)態(tài)調(diào)整系數(shù)：一價(jià)金屬：M+HCl→MCl+1/2H?↑二價(jià)金屬：M+2HCl→MCl?+H?↑三價(jià)金屬：2M+6HCl→2MCl?+3H?↑反應(yīng)本質(zhì)這是一個(gè)氧化還原反應(yīng)：金屬：M→M^n++ne^-（氧化反應(yīng)）氫離子：2H^++2e^-→H?↑（還原反應(yīng)）反應(yīng)條件金屬必須位于氫前，即活潑性大于氫酸必須是沒有氧化性的酸（如稀鹽酸、稀硫酸）具體實(shí)例鎂與鹽酸反應(yīng)Mg+2HCl→MgCl?+H?↑反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量氫氣和熱量，溶液由無色變?yōu)闊o色（Mg2?溶液無色）鋅與鹽酸反應(yīng)Zn+2HCl→ZnCl?+H?↑反應(yīng)較快，產(chǎn)生明顯氣泡，溶液由無色變?yōu)闊o色（Zn2?溶液無色）鐵與鹽酸反應(yīng)Fe+2HCl→FeCl?+H?↑反應(yīng)較緩慢，產(chǎn)生氣泡，溶液由無色變?yōu)闇\綠色（Fe2?溶液呈淺綠色）金屬與鹽酸反應(yīng)觀測反應(yīng)現(xiàn)象的細(xì)致觀察金屬與鹽酸反應(yīng)時(shí)，可以觀察到多種現(xiàn)象，這些現(xiàn)象是判斷反應(yīng)發(fā)生與否以及反應(yīng)程度的重要依據(jù)。通過系統(tǒng)觀察這些現(xiàn)象，可以進(jìn)一步理解金屬活潑性與反應(yīng)規(guī)律的關(guān)系。氣體產(chǎn)生產(chǎn)生無色、無味的氣體（氫氣）氣泡大小和產(chǎn)生速度反映反應(yīng)速率活潑金屬（如鎂）反應(yīng)劇烈，氣泡大且密集中等活潑金屬（如鋅、鐵）氣泡明顯但不劇烈不活潑金屬（如銅）基本沒有氣泡產(chǎn)生溶液變化溶液顏色變化反映金屬離子的形成鐵與鹽酸反應(yīng)，溶液變?yōu)闇\綠色（Fe2?）銅不與鹽酸反應(yīng)，溶液保持無色溶液可能變渾濁（如有不溶性物質(zhì)形成）反應(yīng)熱使溶液溫度升高，可能觀察到水汽金屬表面變化金屬表面變得粗糙或出現(xiàn)腐蝕痕跡金屬體積逐漸減小，最終可能完全溶解有些金屬表面可能出現(xiàn)黑色沉淀（雜質(zhì)）鋁表面的氧化膜破壞后反應(yīng)加快鐵表面可能因反應(yīng)不均勻而呈現(xiàn)斑駁狀態(tài)實(shí)驗(yàn)中不同金屬與鹽酸反應(yīng)的對(duì)比：從左至右可能是鎂、鋅、鐵和銅，反應(yīng)活躍程度依次減弱。定量觀察指標(biāo)反應(yīng)開始時(shí)間：活潑金屬立即反應(yīng)，不活潑金屬需要時(shí)間氣體產(chǎn)生速率：可通過集氣裝置測量單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氫氣體積反應(yīng)完成時(shí)間：完全反應(yīng)所需時(shí)間反映金屬活潑性溶液pH變化：隨著H?被消耗，溶液pH可能略有升高溫度變化：放熱反應(yīng)使溶液溫度升高，升高程度反映反應(yīng)劇烈程度通過這些觀察，可以建立金屬活潑性與反應(yīng)現(xiàn)象之間的定性和定量關(guān)系，為金屬活動(dòng)性順序提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。金屬與鹽酸的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作實(shí)驗(yàn)材料金屬樣品：鋅粒、鐵粉/鐵釘、銅片/銅絲試劑：2mol/L稀鹽酸溶液器材：試管、試管架、膠頭滴管、集氣裝置等安全裝備：護(hù)目鏡、實(shí)驗(yàn)手套等實(shí)驗(yàn)步驟取三支潔凈試管，分別標(biāo)記為Zn、Fe和Cu分別放入質(zhì)量相近的鋅粒、鐵粉和銅片用膠頭滴管分別向三支試管中加入等量的稀鹽酸觀察并記錄反應(yīng)現(xiàn)象，包括氣泡產(chǎn)生情況、溶液顏色變化等可選：用集氣裝置收集氣體并進(jìn)行氫氣檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋鋅與鹽酸：反應(yīng)較快，產(chǎn)生大量細(xì)小氣泡，溶液保持無色透明，鋅粒逐漸減少。反應(yīng)方程式：Zn+2HCl→ZnCl?+H?↑鐵與鹽酸：反應(yīng)較慢，產(chǎn)生氣泡速率明顯慢于鋅，溶液逐漸變?yōu)闇\綠色（Fe2?），鐵粉緩慢溶解。反應(yīng)方程式：Fe+2HCl→FeCl?+H?↑銅與鹽酸：基本沒有明顯反應(yīng)，無氣泡產(chǎn)生，溶液保持無色，銅片表面無明顯變化。銅位于氫后，不能置換出氫氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出金屬活潑性順序：Zn>Fe>H>Cu，驗(yàn)證了金屬活動(dòng)性順序表中的相對(duì)位置。只有活潑性大于氫的金屬才能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。實(shí)驗(yàn)安全提示：操作過程中應(yīng)小心處理鹽酸，避免濺到皮膚或衣物上。反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣易燃，應(yīng)遠(yuǎn)離火源。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，廢液應(yīng)集中處理，不可隨意傾倒。金屬與稀硫酸反應(yīng)鋅和鐵與稀硫酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置。稀硫酸與活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，可通過排水法收集。反應(yīng)條件稀硫酸濃度通常為0.5~2mol/L金屬活潑性必須在氫前（如Zn、Fe等）常溫下即可反應(yīng)，升溫可加快反應(yīng)速率注意與濃硫酸反應(yīng)的區(qū)別（濃硫酸有氧化性）金屬與稀硫酸反應(yīng)規(guī)律稀硫酸與金屬的反應(yīng)與稀鹽酸類似，主要表現(xiàn)為氫離子的還原和金屬的氧化。金屬活潑性越強(qiáng)，與稀硫酸反應(yīng)越劇烈。主要反應(yīng)方程式鋅與稀硫酸Zn+H?SO?→ZnSO?+H?↑反應(yīng)較快，產(chǎn)生明顯氣泡，溶液保持無色透明（Zn2?溶液無色）鋅完全溶解后，形成硫酸鋅溶液，可用于制備硫酸鋅晶體鐵與稀硫酸Fe+H?SO?→FeSO?+H?↑反應(yīng)較慢，氣泡產(chǎn)生速率低于鋅，溶液逐漸呈現(xiàn)淺綠色（Fe2?溶液）反應(yīng)時(shí)間較長，生成的硫酸亞鐵溶液在空氣中容易被氧化鎂與稀硫酸Mg+H?SO?→MgSO?+H?↑反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量氣泡和熱量，溶液保持無色透明鎂條表面可能出現(xiàn)黑色雜質(zhì)（鎂中的雜質(zhì)）離子方程式表示所有這些反應(yīng)的離子方程式都可簡化為：M+2H?→M2?+H?↑這表明金屬與稀硫酸反應(yīng)的本質(zhì)是金屬失去電子，氫離子得到電子被還原為氫氣。與稀鹽酸類似，銅、銀、金等位于氫后的金屬不與稀硫酸反應(yīng)。這進(jìn)一步證實(shí)了金屬活動(dòng)性順序表的正確性和實(shí)用性。氫氣的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)氫氣的物理性質(zhì)氫氣是無色、無味、無毒的氣體，密度極?。ㄊ强諝饷芏鹊募s1/14），在常溫常壓下難溶于水。由于其物理性質(zhì)不易直接觀察，需要通過特殊的檢驗(yàn)方法來確認(rèn)。經(jīng)典檢驗(yàn)方法——燃燒"噗"聲法準(zhǔn)備工作收集足夠量的待測氣體（通常用排水法或向上排空氣法）準(zhǔn)備一支干燥的木條，一端點(diǎn)燃確保實(shí)驗(yàn)區(qū)域通風(fēng)良好，遠(yuǎn)離易燃物品操作步驟將盛有待測氣體的試管口朝下傾斜拿著用燃著的木條靠近試管口（不要直接插入）仔細(xì)聆聽并觀察反應(yīng)現(xiàn)象結(jié)果判斷若是氫氣：發(fā)出清脆的"噗"聲，火焰呈淺藍(lán)色若不是氫氣：不會(huì)發(fā)出特殊聲音，或火焰有其他顏色氫氣燃燒檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)。氫氣燃燒時(shí)產(chǎn)生的火焰呈淺藍(lán)色，幾乎看不見，同時(shí)伴隨著清脆的"噗"聲。發(fā)出"噗"聲的原理氫氣與氧氣混合后遇火迅速燃燒，生成水蒸氣：2H?+O?→2H?O反應(yīng)速度極快，釋放大量熱能，使氣體急劇膨脹，產(chǎn)生聲波，形成特有的"噗"聲。同時(shí)，由于氫氣密度小，燃燒時(shí)上升速度快，形成了特殊的燃燒現(xiàn)象。安全注意事項(xiàng)氫氣極易燃燒，檢驗(yàn)時(shí)須小心操作收集的氫氣必須經(jīng)過一段時(shí)間排出混有空氣的部分檢驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)燃的木條不要直接插入試管內(nèi)檢驗(yàn)完畢，及時(shí)處理好剩余氣體重要警示：氫氣與空氣混合后形成爆炸性混合物，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須確保安全。初始收集的氣體中可能混有空氣，不宜立即檢驗(yàn)，應(yīng)先排出一部分氣體。檢驗(yàn)時(shí)點(diǎn)火源應(yīng)靠近試管口而不是插入試管內(nèi)，以避免發(fā)生危險(xiǎn)。金屬與酸反應(yīng)規(guī)律金屬與酸反應(yīng)的基本規(guī)律反應(yīng)可能性判斷活潑金屬才能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，這一規(guī)律可以通過金屬活動(dòng)性順序表來判斷：活潑性位于氫前的金屬（如K、Na、Ca、Mg、Al、Zn、Fe等）能與稀酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣活潑性位于氫后的金屬（如Cu、Hg、Ag、Au等）不能與非氧化性酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣金屬活潑性越強(qiáng)，與酸反應(yīng)越劇烈，產(chǎn)生氫氣速率越快反應(yīng)方程式通式金屬與非氧化性酸（如稀鹽酸、稀硫酸）反應(yīng)的一般方程式：M+nH?→M^n++n/2·H?↑M代表金屬，n代表金屬的化合價(jià)例如：Zn+2HCl→ZnCl?+H?↑離子方程式：Zn+2H?→Zn2?+H?↑特殊情況某些金屬與酸的反應(yīng)有特殊情況需要注意：鋁、鉛等金屬表面有保護(hù)性氧化膜，需要破壞后才能正常反應(yīng)濃硫酸有氧化性，與金屬反應(yīng)可能不產(chǎn)生氫氣，而是產(chǎn)生SO?硝酸有強(qiáng)氧化性，與大多數(shù)金屬反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣，而是氮的氧化物影響反應(yīng)的因素金屬的活潑性活潑性越強(qiáng)，反應(yīng)越劇烈，如鈉、鉀與稀酸劇烈反應(yīng)；鐵、鋅反應(yīng)中等；銅、銀不反應(yīng)酸的濃度酸濃度越高，H?濃度越大，反應(yīng)速率越快。但濃硫酸、濃硝酸等因氧化性而表現(xiàn)不同溫度條件溫度升高加快分子運(yùn)動(dòng)，增加有效碰撞，反應(yīng)速率加快。如鐵在常溫下與稀鹽酸反應(yīng)慢，加熱后明顯加快金屬表面狀態(tài)金屬表面積越大，與酸接觸越充分，反應(yīng)越快。粉末狀＞顆粒狀＞塊狀。表面氧化膜會(huì)影響反應(yīng)活動(dòng)性順序?qū)Ρ葘?shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)通過對(duì)比鋅、鐵、銅三種金屬與稀鹽酸的反應(yīng)，可以直觀地驗(yàn)證金屬活動(dòng)性順序的正確性。這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡單而有效，是化學(xué)教學(xué)中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之一。實(shí)驗(yàn)裝置與步驟準(zhǔn)備材料三支試管，分別標(biāo)記為Zn、Fe、Cu質(zhì)量相近的鋅粒、鐵粉（或鐵釘）、銅片2mol/L稀鹽酸溶液滴管、試管架、溫度計(jì)等輔助器材實(shí)驗(yàn)操作分別向三支試管中加入金屬樣品用滴管向各試管中加入等量的稀鹽酸立即觀察并記錄各試管中的反應(yīng)現(xiàn)象5分鐘后再次觀察并記錄反應(yīng)情況數(shù)據(jù)記錄記錄氣泡產(chǎn)生的速率（劇烈、中等、微弱、無）記錄溶液顏色變化（無色、淺綠色等）記錄金屬外觀變化（溶解速度、表面狀態(tài)）可選：測量溶液溫度變化鋅、鐵、銅與鹽酸反應(yīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)?？梢悦黠@觀察到左側(cè)試管（鋅）反應(yīng)最劇烈，中間試管（鐵）反應(yīng)較慢，右側(cè)試管（銅）幾乎沒有反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論金屬反應(yīng)現(xiàn)象結(jié)論鋅(Zn)反應(yīng)迅速，產(chǎn)生大量氣泡，溶液無色透明，鋅逐漸溶解與鹽酸反應(yīng)活潑鐵(Fe)反應(yīng)較慢，氣泡產(chǎn)生速率低于鋅，溶液逐漸呈淺綠色，鐵緩慢溶解與鹽酸反應(yīng)中等銅(Cu)基本無反應(yīng)，無明顯氣泡，溶液保持無色，銅片外觀無變化不與鹽酸反應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)可以清晰地觀察到：Zn>Fe>H>Cu，驗(yàn)證了金屬活動(dòng)性順序表的正確性。金屬與水的反應(yīng)類型鉀、鈉與冷水劇烈反應(yīng)，浮在水面上，發(fā)出火星，產(chǎn)生大量氫氣，放出大量熱鈣與冷水反應(yīng)較快，沉入水底，產(chǎn)生氫氣泡，溶液呈堿性，溶液逐漸變渾濁鎂與熱水需要加熱，反應(yīng)明顯，產(chǎn)生氫氣泡，溶液呈堿性，溶液逐漸變渾濁鐵與水蒸氣需要高溫，與水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣和三氧化二鐵，表面變黑銅與水在任何條件下都不與水反應(yīng)，即使是高溫水蒸氣也不反應(yīng)金屬與水反應(yīng)的溫度條件對(duì)比1冷水條件（常溫）只有活潑性極強(qiáng)的金屬（K、Na、Ca）能與冷水反應(yīng)2Na+2H?O→2NaOH+H?↑（劇烈反應(yīng)）Ca+2H?O→Ca(OH)?+H?↑（中等速度反應(yīng)）2熱水條件（80-100℃）活潑性較強(qiáng)的金屬（如Mg）能與熱水反應(yīng)Mg+2H?O(熱)→Mg(OH)?+H?↑反應(yīng)需要加熱，反應(yīng)速率較慢3水蒸氣條件（>100℃）中等活潑性的金屬（如Fe）需要與高溫水蒸氣反應(yīng)3Fe+4H?O(g)→Fe?O?+4H?↑需要紅熱的鐵與水蒸氣接觸才能反應(yīng)4不反應(yīng)條件活潑性低的金屬（Cu、Ag、Au等）在任何條件下都不與水反應(yīng)這些金屬的還原性不足以使水中的氫還原鉀、鈉、鈣與水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鈉與水反應(yīng)：鈉在水面上快速移動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生大量氫氣和熱量，反應(yīng)極為劇烈。實(shí)驗(yàn)安全警示嚴(yán)重危險(xiǎn)！鉀、鈉與水反應(yīng)極為劇烈，可能引起爆炸或火災(zāi)。這類實(shí)驗(yàn)應(yīng)在專業(yè)人員指導(dǎo)下，采取嚴(yán)格的安全措施進(jìn)行。學(xué)生實(shí)驗(yàn)通常使用鈣或鎂等相對(duì)安全的金屬。切勿用手直接接觸鉀、鈉等活潑金屬金屬樣品應(yīng)保存在煤油中，防止與空氣接觸實(shí)驗(yàn)時(shí)使用小塊金屬，并放入大量水中做好防護(hù)，保持安全距離，備好滅火設(shè)備鉀與水的反應(yīng)鉀是最活潑的常見金屬之一，與水反應(yīng)極為劇烈：一接觸水立即劇烈反應(yīng)，在水面上快速移動(dòng)反應(yīng)放出大量熱，立即點(diǎn)燃產(chǎn)生的氫氣火焰呈紫色（鉀離子的特征焰色）反應(yīng)方程式：2K+2H?O→2KOH+H?↑+熱量鈉與水的反應(yīng)鈉的活潑性僅次于鉀，與水反應(yīng)也很劇烈：立即在水面上快速移動(dòng)，形成"跳舞"現(xiàn)象產(chǎn)生大量氫氣和熱量，通常能點(diǎn)燃?xì)錃饣鹧娉庶S色（鈉離子的特征焰色）反應(yīng)方程式：2Na+2H?O→2NaOH+H?↑+熱量鈣與水的反應(yīng)鈣的活潑性低于鈉，與水反應(yīng)相對(duì)溫和：鈣密度大于水，沉入水底緩慢反應(yīng)產(chǎn)生氫氣泡從水底上升，反應(yīng)速率中等溶液逐漸變渾濁（氫氧化鈣溶解度低）溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅反應(yīng)方程式：Ca+2H?O→Ca(OH)?+H?↑這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的差異反映了金屬活潑性的不同?；顫娦皂樞颍篕>Na>Ca，這與金屬活動(dòng)性順序表完全一致。反應(yīng)程度的差異可以通過氣泡產(chǎn)生速率、反應(yīng)放熱程度、是否能自燃等現(xiàn)象觀察到?；顫娊饘倥c水反應(yīng)方程式反應(yīng)的一般規(guī)律活潑金屬與水反應(yīng)的一般規(guī)律是：金屬失去電子被氧化，水分子中的氫得到電子被還原為氫氣。這類反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，通常伴隨著熱量的釋放。反應(yīng)的一般方程式一價(jià)金屬與水反應(yīng)：2M+2H?O→2MOH+H?↑二價(jià)金屬與水反應(yīng)：M+2H?O→M(OH)?+H?↑常見活潑金屬與水反應(yīng)方程式鉀與水2K+2H?O→2KOH+H?↑反應(yīng)劇烈，放出大量熱，產(chǎn)生的氫氣常自燃鈉與水2Na+2H?O→2NaOH+H?↑反應(yīng)劇烈，溶液呈強(qiáng)堿性，能使酚酞變紅鈣與水Ca+2H?O→Ca(OH)?+H?↑溶液呈堿性，溶液渾濁（氫氧化鈣溶解度低）活潑金屬與水反應(yīng)的示意圖?？梢郧逦乜吹椒磻?yīng)過程中產(chǎn)生的氫氣泡和形成的金屬氫氧化物。電子轉(zhuǎn)移過程以鈉與水的反應(yīng)為例，電子轉(zhuǎn)移過程可表示為：氧化半反應(yīng)Na→Na?+e?（鈉原子失去電子被氧化）還原半反應(yīng)2H?O+2e?→H?↑+2OH?（水分子中的氫得到電子被還原）總反應(yīng)：2Na+2H?O→2Na?+2OH?+H?↑即：2Na+2H?O→2NaOH+H?↑生成物性質(zhì)氫氣：無色、無味氣體，極易燃燒金屬氫氧化物：強(qiáng)堿性物質(zhì)，溶于水反應(yīng)溶液：呈強(qiáng)堿性，pH>7活潑金屬與水反應(yīng)生成的氫氧化物堿性強(qiáng)弱與金屬活潑性有關(guān)：K、Na、Ca等形成的氫氧化物是強(qiáng)堿，堿性很強(qiáng)；而Mg形成的氫氧化物溶解度較低，堿性較弱。鎂與熱水反應(yīng)反應(yīng)條件與限制鎂是一種較為活潑的金屬，但其活潑性低于鉀、鈉、鈣等。鎂與水的反應(yīng)有以下特點(diǎn)：常溫下，鎂與水反應(yīng)極其緩慢，幾乎不可察覺這是因?yàn)殒V表面會(huì)形成一層氫氧化鎂保護(hù)膜，阻礙反應(yīng)繼續(xù)加熱至80-100℃，反應(yīng)速率明顯加快溫度升高能夠破壞表面保護(hù)膜，同時(shí)增加分子熱運(yùn)動(dòng)反應(yīng)放出的熱量可以進(jìn)一步促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)方程式Mg+2H?O(△)→Mg(OH)?↓+H?↑其中△表示需要加熱條件鎂與熱水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)?？梢杂^察到鎂條周圍產(chǎn)生的氫氣泡和溶液中形成的白色氫氧化鎂沉淀。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與解釋鎂條表面逐漸產(chǎn)生細(xì)小氣泡（氫氣）溶液逐漸變渾濁（生成難溶的氫氧化鎂）反應(yīng)速率隨溫度升高而加快鎂條表面逐漸變暗，形成白色覆蓋物長時(shí)間反應(yīng)后，鎂條可能完全消失與其他金屬對(duì)比分析與鈉鈣的對(duì)比鈉、鈣能與冷水反應(yīng)，而鎂需要熱水；說明鎂的活潑性低于鈉、鈣，符合金屬活動(dòng)性順序與鋁的對(duì)比鋁理論上活潑性強(qiáng)于鎂，但鋁表面的致密氧化膜使其表現(xiàn)出與水幾乎不反應(yīng)的特性與鐵的對(duì)比鐵不能與熱水反應(yīng)，只能與高溫水蒸氣反應(yīng)；說明鎂的活潑性強(qiáng)于鐵，符合金屬活動(dòng)性順序鎂與熱水反應(yīng)是判斷金屬活潑性的重要例證，通過這一反應(yīng)可以直觀地展示鎂在金屬活動(dòng)性順序中的位置。在實(shí)際應(yīng)用中，鎂制品（如鎂合金）在潮濕的熱環(huán)境中容易腐蝕，這與鎂與熱水反應(yīng)的性質(zhì)有關(guān)。鐵與水蒸氣反應(yīng)鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置。紅熱的鐵與通過的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成四氧化三鐵和氫氣。實(shí)驗(yàn)裝置說明試管A中加入水，加熱產(chǎn)生水蒸氣硬質(zhì)玻璃管B中放入鐵粉或細(xì)鐵絲用酒精燈或本生燈將鐵加熱至紅熱導(dǎo)管C連接氣體收集裝置用排水法收集產(chǎn)生的氫氣反應(yīng)條件與機(jī)理鐵的活潑性低于鎂，在常溫下甚至在熱水中都不與水反應(yīng)。只有在高溫條件下，紅熱的鐵才能與水蒸氣反應(yīng)：3Fe+4H?O(g)→Fe?O?+4H?↑這一反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：必須在高溫（≥570℃）下進(jìn)行，鐵必須加熱至紅熱狀態(tài)反應(yīng)生成的是四氧化三鐵（Fe?O?），而非氫氧化鐵這是因?yàn)楦邷叵職溲趸F不穩(wěn)定，會(huì)分解為氧化物和水反應(yīng)過程中鐵被氧化，水被還原，屬于氧化還原反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與觀察反應(yīng)前鐵粉/鐵絲呈銀灰色，試管中水被加熱產(chǎn)生水蒸氣加熱過程鐵被加熱至紅熱狀態(tài)，水蒸氣通過，開始反應(yīng)反應(yīng)中鐵的表面逐漸變黑（形成Fe?O?），氣體收集裝置中收集到氣體反應(yīng)后鐵完全變?yōu)楹谏乃难趸F，收集到的氣體可用"噗"聲法檢驗(yàn)為氫氣應(yīng)用與意義鐵與水蒸氣反應(yīng)在工業(yè)上有重要應(yīng)用，例如：制氫工藝?yán)眠@一反應(yīng)可以生產(chǎn)氫氣，雖然現(xiàn)代工業(yè)制氫多采用其他方法，但這一反應(yīng)在特定條件下仍有應(yīng)用金屬防護(hù)理解這一反應(yīng)有助于設(shè)計(jì)金屬設(shè)備的防護(hù)措施，特別是在高溫蒸汽環(huán)境中的鐵制設(shè)備教學(xué)意義這一反應(yīng)是驗(yàn)證金屬活動(dòng)性順序的重要實(shí)驗(yàn)，直觀展示了鐵在金屬活動(dòng)性順序中的位置金屬與水反應(yīng)的規(guī)律反應(yīng)規(guī)律與活潑性關(guān)系1極強(qiáng)活潑金屬（K、Na）與冷水劇烈反應(yīng)，放出大量熱，氫氣自燃2強(qiáng)活潑金屬（Ca）與冷水明顯反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，溶液呈堿性3中等活潑金屬（Mg）常溫下與水反應(yīng)極慢，需要熱水才能明顯反應(yīng)4低活潑金屬（Fe、Sn）不與冷水或熱水反應(yīng)，只與高溫水蒸氣反應(yīng)5不活潑金屬（Cu、Ag、Au）在任何條件下都不與水反應(yīng)反應(yīng)條件與產(chǎn)物關(guān)系1冷水反應(yīng)產(chǎn)物通常為金屬氫氧化物和氫氣例：2Na+2H?O→2NaOH+H?↑適用于活潑性極強(qiáng)的金屬（K、Na、Ca）2熱水反應(yīng)產(chǎn)物通常為金屬氫氧化物和氫氣例：Mg+2H?O(△)→Mg(OH)?+H?↑適用于活潑性較強(qiáng)的金屬（如Mg）3水蒸氣反應(yīng)高溫下產(chǎn)物為金屬氧化物和氫氣（氫氧化物不穩(wěn)定）例：3Fe+4H?O(g)→Fe?O?+4H?↑適用于中等活潑性的金屬（如Fe）4不反應(yīng)條件位于氫后的金屬在任何條件下都不與水反應(yīng)例：Cu、Ag、Au等在任何條件下都不置換水中的氫這些金屬的還原性不足以將水中的氫還原出來這些規(guī)律反映了金屬活潑性與反應(yīng)條件之間的緊密關(guān)系：金屬活潑性越強(qiáng)，與水反應(yīng)所需條件越溫和，反應(yīng)越劇烈。這一規(guī)律在化學(xué)教學(xué)和工業(yè)應(yīng)用中都具有重要意義，是預(yù)測金屬化學(xué)性質(zhì)的重要依據(jù)。金屬與酸水反應(yīng)本質(zhì)電子轉(zhuǎn)移的本質(zhì)金屬與酸、水反應(yīng)的本質(zhì)都是電子轉(zhuǎn)移過程，屬于氧化還原反應(yīng)。在這些反應(yīng)中：金屬原子失去電子，被氧化成金屬離子氫離子或水分子中的氫得到電子，被還原成氫氣電子的轉(zhuǎn)移方向是從金屬到氫金屬的活潑性實(shí)質(zhì)上是其失電子能力的強(qiáng)弱金屬與酸反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移以鋅與鹽酸反應(yīng)為例：Zn+2HCl→ZnCl?+H?↑氧化半反應(yīng)：Zn→Zn2?+2e?（鋅失去電子被氧化）還原半反應(yīng)：2H?+2e?→H?↑（氫離子得電子被還原）金屬與酸反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移示意圖，展示了金屬原子失去電子，氫離子得到電子的過程。金屬與水反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移以鈉與水反應(yīng)為例：2Na+2H?O→2NaOH+H?↑氧化半反應(yīng)：Na→Na?+e?（鈉失去電子被氧化）還原半反應(yīng)：2H?O+2e?→H?↑+2OH?（水中的氫得電子被還原）影響反應(yīng)的微觀因素原子半徑原子半徑越大，外層電子距核越遠(yuǎn)，失電子越容易，活潑性越強(qiáng)。這解釋了為什么同一主族中，隨著原子序數(shù)增加，金屬活潑性增強(qiáng)。核外電子數(shù)價(jià)電子數(shù)越少，越容易失去電子成為穩(wěn)定構(gòu)型，活潑性越強(qiáng)。這解釋了為什么IA族金屬比IIA族金屬活潑。核電荷數(shù)核電荷數(shù)越大，對(duì)外層電子吸引力越強(qiáng)，失電子越困難，活潑性越弱。這解釋了為什么同周期內(nèi)，金屬活潑性從左向右減弱。電子層數(shù)電子層數(shù)越多，外層電子受核的吸引力越弱，失電子越容易，活潑性越強(qiáng)。這也解釋了同族元素活潑性的變化趨勢。理解金屬與酸、水反應(yīng)的本質(zhì)，有助于我們從微觀角度解釋宏觀現(xiàn)象，掌握金屬活動(dòng)性順序的規(guī)律，并能合理預(yù)測和解釋各種金屬的化學(xué)反應(yīng)行為。反應(yīng)現(xiàn)象小結(jié)產(chǎn)生氣體現(xiàn)象金屬與酸、水反應(yīng)通常產(chǎn)生氫氣，表現(xiàn)為溶液中出現(xiàn)氣泡。氣泡大小、數(shù)量和產(chǎn)生速率反映反應(yīng)劇烈程度。活潑金屬（如鉀、鈉）反應(yīng)劇烈，氣泡大且密集；中等活潑金屬（如鋅、鐵）氣泡產(chǎn)生速率適中；不活潑金屬（如銅）基本不產(chǎn)生氣泡。放熱現(xiàn)象金屬與酸、水的反應(yīng)通常為放熱反應(yīng)，反應(yīng)釋放的熱量可使溶液溫度升高?；顫娊饘俜磻?yīng)放熱明顯，如鉀、鈉與水反應(yīng)可放出足夠熱量點(diǎn)燃產(chǎn)生的氫氣；鋅、鐵與酸反應(yīng)產(chǎn)生適量熱；銅不與非氧化性酸反應(yīng)，無熱量釋放。溶液溫度變化是衡量反應(yīng)劇烈程度的指標(biāo)之一。溶液顏色變化反應(yīng)過程中，溶液顏色可能發(fā)生變化，這通常反映了金屬離子的形成。鐵與酸反應(yīng)生成Fe2?，溶液呈淺綠色；銅與濃硝酸反應(yīng)生成Cu2?，溶液呈藍(lán)色；鋁、鋅、鎂等與酸反應(yīng)生成的離子溶液通常無色。觀察溶液顏色變化有助于判斷反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)程度。特殊現(xiàn)象某些金屬反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)特殊現(xiàn)象：鉀、鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生火星和火焰，焰色分別為紫色和黃色；鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣（兩性金屬特性）；鎂燃燒產(chǎn)生耀眼白光；鐵與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生刺激性氣味（二氧化硫）。這些特殊現(xiàn)象是判斷特定反應(yīng)的重要依據(jù)，也是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的精彩呈現(xiàn)。通過仔細(xì)觀察這些反應(yīng)現(xiàn)象，可以幫助我們判斷金屬的活潑性，驗(yàn)證金屬活動(dòng)性順序，理解反應(yīng)機(jī)理，提高實(shí)驗(yàn)觀察和分析能力。在化學(xué)學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)細(xì)致的觀察習(xí)慣和準(zhǔn)確的描述能力非常重要。方程式與離子方程式化學(xué)方程式書寫規(guī)范化學(xué)方程式是用化學(xué)符號(hào)表示化學(xué)反應(yīng)的式子，正確書寫化學(xué)方程式需要遵循以下規(guī)則：正確寫出反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平方程式注明必要的反應(yīng)條件（如△、催化劑等）標(biāo)出物質(zhì)狀態(tài)（固態(tài)s、液態(tài)l、氣態(tài)g、水溶液aq）對(duì)于可逆反應(yīng)，使用雙箭頭?表示金屬與酸反應(yīng)的方程式以鋅與鹽酸反應(yīng)為例：Zn(s)+2HCl(aq)→ZnCl?(aq)+H?(g)↑金屬與水反應(yīng)的方程式以鈉與水反應(yīng)為例：2Na(s)+2H?O(l)→2NaOH(aq)+H?(g)↑化學(xué)方程式與離子方程式的比較示意圖，展示了兩種表示方式的異同。離子方程式的意義離子方程式能更清晰地反映水溶液中的實(shí)際反應(yīng)過程，尤其是顯示出哪些粒子實(shí)際參與了反應(yīng)，哪些粒子僅作為"旁觀者"（觀察者離子）。書寫離子方程式的步驟寫出完整的化學(xué)方程式將強(qiáng)電解質(zhì)寫成離子形式消去兩邊相同的觀察者離子檢查反應(yīng)前后原子數(shù)和電荷守恒金屬與酸水反應(yīng)的離子方程式對(duì)比金屬與鹽酸完整方程式：Zn(s)+2HCl(aq)→ZnCl?(aq)+H?(g)↑離子方程式：Zn(s)+2H?(aq)→Zn2?(aq)+H?(g)↑注意：Cl?是觀察者離子，不參與實(shí)際反應(yīng)金屬與硫酸完整方程式：Fe(s)+H?SO?(aq)→FeSO?(aq)+H?(g)↑離子方程式：Fe(s)+2H?(aq)→Fe2?(aq)+H?(g)↑注意：SO?2?是觀察者離子，不參與實(shí)際反應(yīng)金屬與水完整方程式：2Na(s)+2H?O(l)→2NaOH(aq)+H?(g)↑離子方程式：2Na(s)+2H?O(l)→2Na?(aq)+2OH?(aq)+H?(g)↑注意：水是弱電解質(zhì)，不寫成離子形式離子方程式揭示了金屬與酸、水反應(yīng)的共同本質(zhì)：金屬失去電子被氧化成金屬離子，氫離子或水分子中的氫得到電子被還原成氫氣。這一統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)有助于深入理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。生活中的應(yīng)用舉例金屬與酸水反應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用金屬與酸、水的反應(yīng)原理在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，理解這些反應(yīng)有助于我們認(rèn)識(shí)生活中的化學(xué)現(xiàn)象。1金屬腐蝕與防護(hù)鐵生銹：Fe+O?+H?O→Fe?O?·nH?O鋁表面氧化保護(hù)膜：2Al+3O?→2Al?O?鍍鋅鐵：鋅比鐵活潑，形成犧牲陽極保護(hù)油漆涂層：隔絕金屬與空氣、水的接觸2日常清潔與處理除銹劑：利用酸溶解鐵銹（Fe?O?+6HCl→2FeCl?+3H?O）下水道疏通劑：鋁與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，機(jī)械疏通鋁餐具不宜接觸強(qiáng)酸強(qiáng)堿食物：破壞保護(hù)膜不銹鋼表面的鈍化：形成致密氧化鉻保護(hù)層3工業(yè)應(yīng)用金屬酸洗：去除金屬表面氧化物（如軋制鐵板前處理）電池原理：鋅碳電池利用鋅與電解質(zhì)反應(yīng)放電金屬提純：利用金屬活潑性差異進(jìn)行置換提純氫氣生產(chǎn)：工業(yè)上可利用鐵鋁等與酸或堿反應(yīng)制氫金屬腐蝕與防護(hù)的實(shí)例。左側(cè)是生銹的鐵制品，右側(cè)是經(jīng)過防腐處理的金屬制品，展示了金屬防護(hù)技術(shù)的效果。生活中的化學(xué)現(xiàn)象解釋許多日?，F(xiàn)象都與金屬和酸、水的反應(yīng)有關(guān)：鋁制廚具不宜煮酸性食物，因?yàn)樗釙?huì)破壞鋁表面的氧化膜，加速腐蝕沿海地區(qū)的金屬設(shè)施更易銹蝕，因?yàn)楹Ｋ械柠}分加速了電化學(xué)腐蝕碳酸飲料不宜長期存放在金屬容器中，因?yàn)樘妓釙?huì)緩慢與金屬反應(yīng)純金、鉑金首飾不易變色，因?yàn)檫@些金屬活潑性低，不與空氣中的氧氣和水反應(yīng)汽車蓄電池接線柱腐蝕，常因電解液（硫酸）泄漏導(dǎo)致金屬被腐蝕理解這些現(xiàn)象的化學(xué)原理，有助于我們?cè)谌粘Ｉ钪姓_使用和保護(hù)金屬物品，延長它們的使用壽命。實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng)金屬與酸水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的安全警示活潑金屬處理鉀、鈉等極活潑金屬必須保存在煤油中，防止與空氣和水接觸取用時(shí)使用鑷子，不直接用手接觸，防止被灼傷實(shí)驗(yàn)用量必須嚴(yán)格控制，一般使用極小塊（米粒大?。┾洝⑩c實(shí)驗(yàn)必須在教師指導(dǎo)下進(jìn)行，學(xué)生不宜獨(dú)自操作使用活潑金屬時(shí)，實(shí)驗(yàn)室必須準(zhǔn)備沙子等撲滅金屬火災(zāi)的材料酸類試劑使用稀釋濃酸時(shí)，必須將酸緩慢倒入水中，不可將水倒入酸中處理酸類試劑時(shí)，應(yīng)佩戴防護(hù)眼鏡和手套皮膚不慎接觸到酸，應(yīng)立即用大量清水沖洗酸液濺入眼睛，立即用洗眼器或大量清水沖洗，并就醫(yī)濃硫酸、濃硝酸有強(qiáng)氧化性，使用時(shí)需特別小心氫氣安全氫氣極易燃燒，實(shí)驗(yàn)室必須遠(yuǎn)離明火和熱源收集氫氣的裝置要確保氣密性，防止氫氣泄漏檢驗(yàn)氫氣時(shí)，應(yīng)先排出混有空氣的部分氣體用小試管少量收集氫氣進(jìn)行檢驗(yàn)，防止爆炸危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，確保所有產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)完全停止實(shí)驗(yàn)室一般安全規(guī)范個(gè)人防護(hù)穿著實(shí)驗(yàn)服，防止試劑濺到衣服上必要時(shí)佩戴防護(hù)眼鏡和手套長發(fā)應(yīng)束起，防止接觸火源或試劑不穿露趾鞋進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)范實(shí)驗(yàn)前仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟操作，不擅自改變實(shí)驗(yàn)方案使用試劑時(shí)，不要用手直接接觸不隨意混合不同的化學(xué)試劑環(huán)境安全保持實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)良好知道緊急出口和滅火器位置了解緊急沖洗設(shè)備的位置和使用方法實(shí)驗(yàn)后正確處理廢液，不隨意傾倒緊急情況處理：如發(fā)生意外情況，如火災(zāi)、爆炸、試劑泄漏或人員受傷，應(yīng)立即報(bào)告老師或?qū)嶒?yàn)室管理人員，必要時(shí)撥打緊急電話。同時(shí)，盡可能采取措施控制事態(tài)發(fā)展，如使用滅火器、應(yīng)急沖洗等，但首先要確保自身安全。典型題型解析活潑順序推斷題例題：已知金屬M(fèi)能與稀硫酸反應(yīng)放出氫氣，但不能與冷水反應(yīng)；金屬N能置換出CuSO?溶液中的銅。推斷M、N在金屬活動(dòng)性順序中的大致位置，并判斷N能否與稀硫酸反應(yīng)。解析：金屬M(fèi)能與稀硫酸反應(yīng)放出氫氣，說明M的活動(dòng)性位于氫前M不能與冷水反應(yīng)，說明M的活動(dòng)性小于鈣綜合判斷，M可能是Mg、Al、Zn、Fe等金屬金屬N能置換出CuSO?溶液中的銅，說明N的活動(dòng)性大于銅由于氫的活動(dòng)性大于銅，所以N一定位于氫前因此，N一定能與稀硫酸反應(yīng)方程式配平題例題：配平下列方程式：①Al+HCl→AlCl?+H?↑②Fe+H?O(g)→Fe?O?+H?↑解析：方程①：根據(jù)鋁的化合價(jià)為+3，氯的化合價(jià)為-1，得AlCl?配平Al：兩邊各有1個(gè)Al原子，已平衡配平Cl：右邊有3個(gè)Cl原子，左邊需要3個(gè)HCl配平H：左邊有3個(gè)H原子，右邊H?有2個(gè)H原子，差1個(gè)最終配平：2Al+6HCl→2AlCl?+3H?↑方程②：確定Fe?O?中鐵的平均化合價(jià)：+8/3配平Fe：左邊Fe系數(shù)設(shè)為x，右邊有3個(gè)Fe，則x=3配平O：右邊有4個(gè)O原子，左邊需要4個(gè)H?O配平H：左邊有8個(gè)H原子，右邊H?系數(shù)設(shè)為y，則y=4最終配平：3Fe+4H?O(g)→Fe?O?+4H?↑實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題例題：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明鋅的活動(dòng)性大于鐵。解析：方法一：金屬置換法取FeSO?溶液，加入鋅粒觀察現(xiàn)象：鋅表面生成黑色疏松物（鐵）化學(xué)方程式：Zn+FeSO?→ZnSO?+Fe結(jié)論：鋅能置換出鐵鹽溶液中的鐵，說明鋅的活動(dòng)性大于鐵方法二：與酸反應(yīng)對(duì)比法取兩支試管，分別加入等量稀鹽酸一管加入鋅粒，一管加入鐵粉，質(zhì)量相等觀察產(chǎn)生氫氣的速率：鋅反應(yīng)更快，氣泡更多結(jié)論：鋅與酸反應(yīng)更活潑，活動(dòng)性大于鐵氫氣收集與計(jì)算題例題：1.08g鎂與足量稀鹽酸完全反應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下能產(chǎn)生氫氣多少升？解析：寫出化學(xué)方程式：Mg+2HCl→MgCl?+H?↑計(jì)算鎂的物質(zhì)的量：n(Mg)=m/M=1.08g÷24g/mol=0.045mol根據(jù)方程式，n(H?)=n(Mg)=0.045mol標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氣體體積為22.4LV(H?)=n×22.4L/mol=0.045mol×22.4L/mol=1.008L≈1.01L答案：標(biāo)準(zhǔn)狀況下能產(chǎn)生1.01L氫氣。易錯(cuò)點(diǎn)提示1活潑性順序記憶常見錯(cuò)誤：混淆金屬活動(dòng)性順序，尤其是中間位置的金屬正確方法：牢記基本順序：K>Na>Ca>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Au記憶關(guān)鍵分界點(diǎn)：H前的金屬能與酸反應(yīng)，H后的不能分組記憶：極活潑(K、Na)，強(qiáng)活潑(Ca、Mg)，中活潑(Al、Zn、Fe)，弱活潑(Sn、Pb)，不活潑(Cu、Ag、Au)2離子方程式書寫常見錯(cuò)誤：將難溶物、弱電解質(zhì)或氣體寫成離子形式；忽略觀察者離子正確方法：只有強(qiáng)電解質(zhì)的水溶液寫成離子形式難溶物、弱電解質(zhì)、氣體、固體不寫成離子形式注意陽離子和陰離子的電荷平衡檢查離子方程式兩邊原子數(shù)和電荷數(shù)是否平衡3反應(yīng)條件混淆常見錯(cuò)誤：忽略金屬與水反應(yīng)的溫度條件；混淆不同金屬的反應(yīng)要求正確方法：明確區(qū)分冷水、熱水、水蒸氣三種條件K、Na、Ca能與冷水反應(yīng)；Mg需要熱水；Fe需要水蒸氣方程式中注明必要的反應(yīng)條件，如△、高溫等理解反應(yīng)條件與金屬活潑性的關(guān)系4反應(yīng)現(xiàn)象描述常見錯(cuò)誤：描述不精確，缺乏關(guān)鍵細(xì)節(jié)；混淆不同金屬的反應(yīng)特點(diǎn)正確方法：全面觀察：氣體產(chǎn)生、顏色變化、沉淀形成、熱量釋放等精確描述：