实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质实验报告

实验活动4：金属的化学性质和某些物理性质学生实验报告单1. 实验目的本实验旨在探究金属的化学性质和某些物理性质，并通过实验结果分析金属的特性和变化过程。

2. 实验原理金属是一类常见的物质，具有一些独特的化学性质和物理性质。

在本实验中，我们将通过以下实验方法来研究金属的特性：- 实验一：金属的化学反应。

通过观察金属与酸、氧化剂等物质的反应，了解金属与不同物质的化学反应性。

- 实验二：金属的燃烧性质。

通过观察金属在氧气中的燃烧现象，了解金属的燃烧性质。

- 实验三：金属的电导性能。

通过使用电流表和电池将金属接入电路，测量金属的电导性能。

3. 实验步骤实验一：金属的化学反应1. 取少量金属样品，将其分别与酸、氧化剂等物质接触。

2. 观察金属与不同物质的反应过程和产物生成情况。

3. 记录下实验结果。

实验二：金属的燃烧性质1. 取少量金属样品，放置在装有氧气的实验器皿中。

2. 使用火柴点燃金属样品。

3. 观察金属在氧气中的燃烧现象。

4. 记录下实验结果。

实验三：金属的电导性能1. 准备一个电路，包括一个电流表和一个电池。

2. 将金属样品与电路连接，并关闭电路开关。

3. 测量电流表上的电流数值。

4. 记录下实验结果。

4. 实验结果根据实验步骤，记录下实验过程中的观察结果和数据。

5. 结果分析根据实验结果，分析金属的化学性质和某些物理性质。

结合实验过程中观察到的现象和数据，对金属的特性和变化过程进行解释和分析。

6. 实验结论根据实验结果和分析，总结金属的化学性质和某些物理性质。

提出对实验的改进和进一步研究的建议。

7. 参考文献列出本实验中使用到的参考文献。

8. 附录附上实验中使用到的数据表格、图表等相关材料。

金属材料的物理性质实验
实验目的
本实验旨在通过对不同金属材料的物理性质进行实验研究，以探究金属材料的性质差异以及其应用。

实验材料
- 不同金属材料（铁、铜、铝等）
- 导线、电池、电流表
- 木板、弹簧等辅助材料
实验步骤
1. 将不同金属材料分别制成相同的形状和尺寸，称其质量并记录。

2. 将导线接在电池正负极上，形成电路。

3. 将电流表置于电路中，记录电路中的电流强度。

4. 依次将不同金属材料放入电路中，再次记录电路中的电流强度。

5. 将实验结果进行归纳、总结，分析不同金属材料的导电性能差异以及对应的应用情况。

实验注意事项
- 在实验过程中应该注意电路的连通性以及操作的安全性，避免产生电击等不良影响。

- 实验前应检查实验器材的完整性并认真了解实验步骤，保障实验数据的准确性。

- 实验完成后，应当及时清洗实验器材并完善实验报告。

实验价值
本实验对于深入了解金属材料的物理性质、提高实验技能，具有重要的意义。

同时，通过对实验结果的分析与总结，亦可为工程技术及材料科学领域的相关研究提供参考价值。

1．铝、铜、铁、金四种金属具有相似的性质是（）A．都是银白色的固体B．有导电性C．通常状况下能与氧气反应D．能和稀硫酸反应【解答】解：A、铝、铜、铁、金四种金属中，铝、铁是银白色的固体，铜是紫红色金属，金呈黄色，故选项说法错误．B、铝、铜、铁、金四种金属都具有良好的导电性，故选项说法正确．C、通常状况下铝、铜、铁能与氧气反应，金的化学性质不活泼，在高温时也不与氧气反应，故选项说法错误．D、位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，铝、铁能与稀硫酸反应，铜、金不能与稀硫酸反应，故选项说法错误．故选：B．2．有甲、乙、丙三种金属，将甲、乙两种金属分别投入硫酸铜溶液中，甲的表面有红色物质析出，乙的表面没有明显变化．将丙投入甲的硫酸盐溶液中，有甲析出，则甲、乙、丙三种金属活动性顺序排列正确的是（）A．甲＞乙＞丙B．甲＞丙＞乙C．乙＞丙＞甲D．丙＞甲＞乙【解答】解：由题意可知：将甲、乙两种金属分别投入硫酸铜溶液中，甲的表面有红色物质析出，乙的表面没有明显变化，说明甲＞铜＞乙；将丙投入甲的硫酸盐溶液中，有甲析出，说明丙＞甲；则甲、乙、丙三种金属活动性顺序排列正确的丙＞甲＞乙；故选D．3．下列生活用品，主要利用金属具有良好导热性的是（）A．铸铁炊具B．金属细丝C．铜制电缆D．铁锤【解答】解：A．因为铁能导热，所以可做成铁锅做饭；B．金属细丝利用了金属的延展性；C．铜制导线利用其导电性；D．铁锤利用了硬度大等性质．故选A．4．下列实验现象的描述错误的是（）A．铁丝在氧气中燃烧火星四射B．镁条在空气中燃烧发出耀眼的强光C．铝丝伸入稀硫酸溶液中立即产生大量的气泡D．铜片投入稀硫酸中产生大量的气泡【解答】解：A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故说法正确；B、镁带在氧气中燃烧，发出耀眼的白光、放出大量的热、生成白色固体，故说法正确；C、铝能够和稀硫酸反应产生氢气，因此铝丝伸入稀硫酸溶液中立即产生大量的气泡，故说法正确；D、铜位于氢后，不能和稀硫酸反应，因此无现象，故说法错误；故选项为：D．5．在学习金属的化学性质时，老师给大家演示了如图所示的实验，下列说法正确的是（）A．铜片表面始终没有明显变化B．一段时间后溶液由无色变为浅绿色C．反应后溶液中一定有硝酸铜，可能有硝酸银D．通过实验现象推测银和硫酸铜溶液也可以反应【解答】解：A、铜的表面有银白色物质生成，故A说法不正确；B、一段时间后溶液由无色变为蓝色，故B说法不正确；C、反应后溶液中一定有硝酸铜，可能有硝酸银，故C说法正确；D、通过实验现象推测铜比银活泼，银和硫酸铜溶液不可以反应，故D说法不正确．故选为：C．6．为了验证“Fe，Cu，Ag三种金属的活动性由强到弱”，小明设计了如图所示的实验，其中可以达到实验目的组合是（）A．①②B．①③C．②④D．③④【解答】解：①中银不能与稀盐酸反应，说明银的金属活动性比氢弱，即H＞银；②中铜不能与硫酸亚铁溶液反应，说明铜的金属活动性比铁弱，即Fe＞Cu③中铁能与稀盐酸反应，说明铁的金属活动性比氢强，即Fe＞H④铜能与硝酸银溶液反应，说明铜的金属活动性比银强，即Cu＞Ag综合以上分析可知，②④的组合即可判断Fe，Cu，Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序．故选C．7．等质量的甲、乙、丙三种金属的粉末，与足量的稀硫酸反应（反应后甲、乙、丙三种金属都显+2价），生成H2的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是（）A．三种金属的活泼性：乙＞甲＞丙B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙C．相对原子质量：甲＞乙＞丙D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙【解答】解：A、根据反应生成H2的质量与反应时间的关系图所示，当三种金属都在发生反应时，相同时间内乙放出氢气的质量大于甲、大于丙，可判断三种金属活动性顺序是乙＞甲＞丙，故说法正确；B、根据反应生成H2的质量与反应时间的关系图所示，在三种金属完全反应后，放出H2的质量是甲＞乙＞丙，故说法正确；C、三种金属的化合价、金属的质量都相等，完全反应放出氢气的质量与金属的相对原子质量成反比，即产生氢气多的相对原子质量小；根据反应生成H2的质量与反应时间的关系图所示，在三种金属完全反应后，放出H2的质量是甲＞乙＞丙，因此可判断相对原子质量是丙＞乙＞甲，故说法错误；D、金属与酸的反应生成氢气时，氢气来源于酸中的氢元素，所以生成的氢气与消耗的酸的多少顺序一致，消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙，故说法正确．故选C．8．请根据常见金属的活动性顺序回答：（1）在潮湿的空气中铁容易锈蚀而金不能，这是因为铁比金活泼（或铁的话动性比金强、金比铁稳定、在金属活动性顺序里铁排在金前面铁活泼、金稳定等合理即可）；（2）在镁、铜、锌三种金属中．不能与稀硫酸发生置换反应的是铜（或Cu）；（3）要比较铜和银的活动性，如果选用了铜，还需选用的一种盐溶液是硝酸银溶液（或AgNO3溶液、硝酸银、AgNO3）．【解答】解：（1）铁的活动性比金强，容易与氧气反应，而金不容易与氧气反应，所以在潮湿的空气中铁容易锈蚀而金不能，所以本题答案为：铁比金活泼（或铁的话动性比金强、金比铁稳定、在金属活动性顺序里铁排在金前面，铁活泼、金稳定等合理即可）；（2）在金属活动性顺序中，镁、铜、锌的活动性顺序为镁＞锌＞氢＞铜，故铜不能与稀硫酸发生置换反应，所以本题答案为：铜（或Cu）；（3）比较铜和银的活动性，可以采用金属与盐溶液反应的方法，选用了铜，则应该选择银的盐溶液，所以本题答案为：硝酸银溶液（或AgNO3溶液、硝酸银、AgNO3）．9．回答下列与金属有关的问题．（1）铝合金和纯铝，硬度较大的是铝合金；（2）工业上，把赤铁矿冶炼成铁的主要反应原理是3CO+Fe2O32Fe+3CO2，其中Fe2O3发生了还原反应；（3）比较Mn、Pd（钯）、Cu三种金属的活动性顺序①将Mn片、Pd片分别加入到稀盐酸中，Mn片表面有气泡产生，Pd片没有变化．根据上述实验现象，得出的结论是Mn的活泼性比Pd强；②要确切得出这三种金属的活动性顺序，还需将Pd片加入到硫酸铜溶液中，观察现象．【解答】解：（1）一般说来合金的硬度一般比各成分金属大，合金的熔点一般低于组成它的成分金属的熔点．故填：铝合金；（2）根据高炉炼铁的原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2可知，在此反应中一氧化碳得氧发生了氧化反应，是还原剂；Fe2O3失氧发生了还原反应，是氧化剂；故填：Fe2O3（3）①将Mn片、Pd片分别加入到稀盐酸中，Mn片表面有气泡产生，Pd片没有变化，说明Mn的活泼性比Pd强．②要确切得出这三种金属的活动性顺序，还需将Pd片加入到铜盐中，如硫酸铜溶液中，观察Pd片表面是否有红色的金属铜出现，如有，说明Pd的活泼性比铜强，没有，则说明Pd的活泼性不如铜；故答案为：①Mn的活泼性比Pd强；②硫酸铜；10．如图，金属及金属材料在生产、生活中应用广泛．（1）铜可以拉成铜丝，这是利用金属的延展性．（2）铝具有很好的抗腐蚀性能，原因是4Al+3O2=2Al2O3（用化学方程式表示）．（3）小明在学习金属的化学性质时，做了如下探究实验（金属片已打磨）：①将铁片插入硫酸铜溶液中，铁片表面的现象是有紫红色的物质生成；②将铜片插入硝酸银溶液中，反应的化学方程式是Cu+2AgNO3=Cu（NO3）+2Ag．此探究实验的目的是探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序．2【解答】解：（1）铜可以拉成铜丝，这是利用金属的延展性；（2）铝具有很好的抗腐蚀性能，原因是铝和氧气生成致密的氧化铝薄膜，化学方程式为4Al+3O2=2Al2O3；（3）①铁片和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，所以将铁片插入硫酸铜溶液中，铁片表面的现象是有紫红色的物质生成；②铜片和硝酸银溶液生成银和硝酸铜，反应的化学方程式是Cu+2AgNO3=Cu（NO3）+2Ag．此探究实验的目的是探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序．2故答案为：（1）延展性；（2）4Al+3O2=2Al2O3；（3）①有紫红色的物质生成；②Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag；探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序．11．为探究锌、铜、镍三种金属的性质，某兴趣小组进行如下实验．【实验一】将三种金属丝分别与一节干电池和小电珠连接，小电珠发光．【实验二】取粗细、长短相同的锌丝、铜丝、镍丝均与50mL稀盐酸反应，实验记录如下：【实验三】金属锌、铜和稀盐酸构成如图所示的化学电池装置，观察到铜片表面有气泡（H2），小电珠发光．（1）实验一的现象说明三种金属都具有导电性．（2）镍与稀盐酸反应生成氯化镍（NiCl2）和氢气，反应的化学方程式是Ni+2HCl ═NiCl2+H2↑，铜不能与稀盐酸发生化学反应的原因是铜不活泼，在金属活动性顺序中排在氢的后面．（3）要判断三种金属活动性强弱，必须在实验二的基础上增补一个实验才能得出结论，其实验内容是把粗细、长短相同的锌丝、镍丝放入15%的50mL稀盐酸中，观察放出气泡的快慢．（4）金属活动性强弱是由金属物质的结构决定的，不会因某个实验而改变．下列关于实验三分析正确的是C（填选项）．A．铜的金属活动性变得比锌强B．铜与稀盐酸发生了置换反应C．该装置将化学能转化为电能．【解答】解：（1）实验一的现象说明三种金属都具有导电性；（2）镍与稀盐酸反应生成氯化镍（NiCl2）和氢气，反应的化学方程式为：Ni+2HCl═NiCl2+H2↑；铜不能与稀盐酸发生化学反应的原因是：铜不活泼，在金属活动性顺序中排在氢的后面；（3）要判断三种金属活动性强弱，必须在实验二的基础上增补一个实验才能得出结论，其实验内容是：把粗细、长短相同的锌丝、镍丝放入15%的50mL稀盐酸中，观察放出气泡的快慢，放出气泡快并且多的金属活动性强；（4）A．铜的金属活动性比锌弱，该选项说法不正确；B．铜不能和稀盐酸反应，该选项说法不正确；C．该装置将化学能转化为电能，该选项说法正确．故填：导电；Ni+2HCl═NiCl2+H2↑；铜不活泼，在金属活动性顺序中排在氢的后面；把粗细、长短相同的锌丝、镍丝放入15%的50mL稀盐酸中，观察放出气泡的快慢；C．12．为探究Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱，某兴趣小组做了如下实验：（1）实验前需将金属丝打磨，目的是除去金属表面的氧化膜．（2）甲实验中发生反应的化学方程式为Cu+2AgNO3═2Ag+Cu（NO3）2；乙实验中观察到的现象为铁丝的表面有一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色．（3）通过甲、乙实验探究，可得出三种金属活动性由强到弱的顺序为Fe＞Cu ＞Ag．（4）若采用丙实验方案也可得出相同结论，则金属C是Cu．【解答】解：（1）实验前需将金属丝打磨，目的是除去金属表面的氧化膜．（2）甲实验中铜能置换出硝酸银中的银，同时生成硝酸铜，发生反应的化学方程式为：Cu+2AgNO3═2Ag+Cu（NO3）2；乙实验中铁能置换出铜，同时生成了硫酸亚铁，观察到的现象为：铁丝的表面有一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色．（3）通过甲、乙实验探究，可得出三种金属活动性由强到弱的顺序为：Fe＞Cu ＞Ag．（4）由丙实验方案可知，若采用一种金属与两种盐溶液反应来比较三种金属的活动性强弱，可以采用活动性居中的金属与两种盐溶液反应，也可得出相同结论，则金属C是Cu．故答为：（1）除去金属表面的氧化膜；（2）Cu+2AgNO3═2Ag+Cu（NO3）2；铁丝的表面有一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色．（3）Fe＞Cu＞Ag．（4）Cu．。

实验活动4金属的物理性质和某些化学性质三维目标要求知识与技能1．通过观察、刻画、触摸等方式认识金属的物理性质。

2．初步掌握金属化学性质的实验操作。

过程与方法1．初步学会运用实验自主探究的方法获得信息。

2．通过让学生设计实验方案去探究金属的导电性、金属的活动性顺序,培养学生的实验设计能力,进一步提高学生动手操作能力和科学探究能力。

情感、态度与价值观1．让学生认识金属的性质对日常生活及工农业生产的作用,从而体会成功的喜悦和提高对化学学习的兴趣。

2．进一步激发学生乐于探究的情感和发扬互助合作的团队精神。

敎学重点和难点教学重点金属的化学性质。

教学难点设计并进行实验。

【实验用品】试管、试管夹、酒精灯、坩埚钳、电池、导线、小灯泡、火柴。

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。

还需要的实验用品：镊子、砂纸。

合作探究探究点一金属的物理性质提出问题镁、铝、铁、铜这几种金属具有哪些物理性质？让我们自己动手来探究一下吧。

探究实验【实验步骤】(1)用砂纸分别将镁、铝、铁、铜打磨后,观察它们的颜色和光泽。

(2)采取相互刻画的方法,比较铜片和铝片,铜片和黄铜片(或白铜片)的硬度。

(3)用导线将电池、小灯泡连成闭合电路,分别用镁丝、铝丝、铁丝、铜丝代替一段导线,观察小灯泡是否发光。

【实验结论】(1)镁、铝、铁都是银白色具有金属光泽的固体,而铜是紫红色具有金属光泽的固体。

(2)铜片的硬度比铝片大,黄铜片(或白铜片)的硬度比铜片大。

(3)小灯泡发光,说明金属具有导电性。

探究点二 金属的化学性质提出问题金属的化学性质又有哪些呢？1．金属与氧气反应。

探究实验【实验步骤】用坩埚钳夹取一块铜片,放在酒精灯火焰上加热,观察铜片表面的变化。

【实验现象】铜片表面变黑。

【实验结论】2Cu ＋O 2=====△2CuO 。

2．金属与酸反应。

探究实验【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5 mL 稀盐酸(或稀硫酸),观察现象。