第1讲 金属的化学性质Word文档下载推荐.docx
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知识清单)
金属的化学性质
1.与氧气反应
(1)概念:
大多数金属都能与 氧气 发生反应,但反应的难易和剧烈程度是 不同 的。
(“真金不怕火炼”说明金即使是在高温条件下,也不与氧气发生反应)
(2)常见的金属单质与氧气反应
金属
单质
化学方程式
现象及解释
结论
Al
4Al+3O2===2Al2O3
铝在自然条件下反应,生成Al2O3,形成致密的 氧化铝 膜
金属活动性Mg>
Al>
Fe>
Cu
4Al+3O2
2Al2O3
铝粉在氧气中燃烧,发生爆炸性反应
Fe
3Fe+2O2
Fe3O4
剧烈 反应 、 火星四射 、 生成黑色 固体,放出 热量
2Cu+O2
2CuO
在空气中,不能燃烧,加热时, 生成黑色 固体
Mg
2Mg+O2
2MgO ,
发出 耀眼的白光 ,生成一种 白 色固体
2.与盐酸、硫酸反应
(1)条件:
金属活动性必须排在氢之前。
(2)通式:
金属+酸―→盐+氢气
(3)常见的金属单质与酸反应(盐酸和硫酸)
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4===
MgSO4+H2↑
剧烈反应,产生大量 气泡
Mg、Zn、Fe为活泼金属,Cu为不活泼金属,金属活动性顺序:
Mg>
Zn>
Zn
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
反应比较 剧烈 ,产生大量气泡
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
反应缓慢, 产生气泡 ,溶液由无色变为 浅绿色
无明显现象,不反应
3.与某些可溶性盐溶液的反应
位于前面的金属把后面的金属从它的盐溶液(必须可溶)中置换出来。
(K、Na、Ca除外)
金属+盐―→新金属+新盐
(3)常见金属单质与盐溶液的反应
金属单质
与盐
(金属活
动性)
Fe与
CuSO4
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
铁表面有 红色 的物质生成,溶液由 蓝色 变为浅绿色
Fe>Cu
Cu与
AgNO3
Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag
铜的表面有银白色的物质生成,溶液由无色变为 蓝色
Cu>Ag
Al与
CuSO4
2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu
铝表面有 红色 的物质生成,溶液由蓝色变为 无色
Al>Cu
Al2(SO4)3
特别提醒 银粉为黑色,银块为银白色,置换出来的银介于两者之间。
①铁与酸反应生成的盐为亚铁盐(铁的化合价为+2价);
②金属单质与盐反应,“盐”是指可溶性盐,不溶性盐不能发生反应,如:
Cu+AgCl不反应。
置换反应
1.概念:
由一种 单质 与一种化合物反应,生成另一种 单质 和另一种化合物的反应,叫置换反应。
(表达式:
A+BC===B+AC)
2.特点:
①反应物为单质和化合物,生成物为单质和化合物。
②反应前后化合价一定发生变化。
金属活动性顺序
1.常见金属的活动性顺序
2.金属活动性顺序
(1)①前面的金属比后面的金属活泼,位置越靠 前 ,活动性越 强 。
②位于氢前面的金属能置换 盐酸 、 稀硫酸 中的氢。
③位于 前面 的金属能把位于 后面 的金属从它们的化合物的溶液里置换出来(K、Ca、Na除外)。
特别提醒 K、Ca、Na的金属活动性极其强,当它们与排在后面的金属的盐溶液反应时,则首先是与水发生反应,一般不会有金属析出。
(2)应用
①判断置换反应能否发生。
②当多种金属单质与多种盐溶液发生置换反应时,对滤液、滤渣的成分进行分析。
a.反应物中的金属越活泼,则越先发生反应。
b.生成物的金属越不活泼,则越先被置换出来。
③根据金属与酸反应的剧烈程度或产生氢气的速率,判断金属的活动性顺序。
④设计实验、验证金属的活动性顺序。
⑤根据金属活动性顺序表,研究金属冶炼的历史,金属的活动性越弱,从矿石中还原成单质越容易,那么这种金属的冶炼和使用年限越早。
体验中考)
金属的性质
1.(2018百色第23题节选)用学过的化学知识说明或解释下列问题:
(2)镁能在二氧化碳中燃烧:
2Mg+CO2
2MgO+C,反应中具有还原性的物质是 镁 。
2.(2018百色第29题节选)某化学兴趣小组的同学在进行“活泼金属与酸的反应”实验时,对铝和铝的化合物性质进行了探究。
【查阅资料】铝是一种活泼金属,在空气中表现出良好的抗腐蚀性,是由于铝与氧气作用形成一层致密的氧化膜覆盖在铝的表面。
(2)金属与酸的反应
①铝片与稀硫酸反应产生氢气的速度与时间的关系如图所示,单质铝与稀硫酸反应的化学方程式为 2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 。
图中从a点到c点曲线上升的原因可能是 随着反应的进行,温度升高,加快了反应的速度 。
②将铝片与pH相同的足量稀硫酸、稀盐酸反应,结果是生成氢气的速度前者比后者慢很多。
甲同学认为,可能是两片铝片的大小、质地等不一致的原因,于是将某铝片从中间切成两等份,再分别放入pH相同的稀硫酸和稀盐酸中,观察反应现象,结果仍是生成氢气的速度前者比后者慢得多。
此实验方法是 控制变量法 。
乙同学提出,可能是与稀硫酸反应的铝片表面有氧化膜的原因,大家一致表示反对,因为 与盐酸反应的铝片表面也有氧化膜 。
丙同学对比盐酸和硫酸的化学式之后,认为可能是盐酸中的氯离子对反应产生促进作用,你认为还存在另一种可能是 硫酸根离子对反应有抑制作用 。
【验证猜想】为了验证是“盐酸中的氯离子对反应产生促进作用”的猜想,大家一起设计了如图所示的实验。
如果该实验能证明猜想,则加入的两种溶液的溶质化学式分别为A NaCl ,B Na2SO4 。
3.(2017百色第24题节选)传统与现代相结合的铁锅是厨房中常用的炊具,请用所学的化学知识填空。
(1)铁锅作炊具主要是利用铁的 导热 性。
4.(2015百色第26题节选)汽车是现代生活中不可缺少的交通工具之一。
请回答下列问题:
(1)汽车电路中的导线大多是铜制的,这是利用了金属铜的延展性和 导电 性。
(3)为检验“发蓝”处理的铁质零件表面是否形成致密氧化膜,将该零件浸泡于硫酸铜溶液中,发现零件表面出现红色物质,原因是 Fe+CuSO4===FeSO4+Cu (用化学方程式表示),由此可知该零件“发蓝”处理效果不好。
金属活动性顺序、置换反应
5.(2018百色第29题节选)某化学兴趣小组的同学在进行“活泼金属与酸的反应”实验时,对铝和铝的化合物性质进行了探究。
【性质探究】
(1)金属的活动性
甲同学将用砂纸打磨过的铝片放入氯化镁溶液中,看到的现象是 无现象 ,说明铝的金属活动性排在镁的 后面 。
6.(2017百色第14题)以下实验能比较出铜和银的金属活动性强弱的是( B )
A.测定两种金属的密度
B.铜片放入硝酸银溶液中
C.将两种金属片相互刻划
D.铜片、银片分别放入稀硫酸中
7.(2016百色第15题)现有X、Y、Z三种金属,将X、Y、Z分别投入稀硫酸中,只有Y表面有气泡放出,X和Z无变化,将X放入Z的硝酸盐溶液中,X表面无变化,则X、Y、Z三种金属活动性由强到弱的顺序是( D )
A.X>Y>ZB.Y>X>Z
C.Z>X>YD.Y>Z>X
8.(2015百色第14题)将金属锰和铜分别投入稀盐酸中,锰表面有气泡产生,铜无变化;
将镁条插入硫酸锰溶液中,有锰析出。
则锰、镁、铜的金属活动性由强到弱的顺序是( D )
A.镁、铜、锰B.锰、镁、铜
C.铜、锰、镁D.镁、锰、铜
重难突破)
例1 下列物质的用途主要利用其物理性质的是( )
A.铁用于制作暖气片
B.镁粉用于制作照明弹
C.稀盐酸用于除铁锈
D.小苏打用于治疗胃酸过多
【解析】铁用于制作暖气片,是利用了金属的可塑性和传热性,是物理性质。
例2 现有等质量甲、乙、丙三种金属,分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中的化合价均为+2)。
则下列说法中不正确的是( )
A.生成氢气的质量:
甲>
乙>
丙
B.相对原子质量:
丙>
甲
C.金属活动性:
D.消耗硫酸的质量:
【解析】A.根据坐标图可知,生成氢气的质量:
丙;
B.等质量金属与足量的酸反应,生成的氢气越多,金属的相对原子质量越小,相对原子质量:
甲;
C.开始相等时间内,生成氢气的质量由多到少的顺序是乙、甲、丙,相等时间内生成氢气越多,金属活动性越强,故金属活动性:
D.生成氢气越多,消耗硫酸越多,故消耗硫酸的质量:
丙。
1.轮船制造业一般会用到硬铝,主要是利用它的优良性能( B )
A.光泽好、密度大B.强度和硬度好
C.导电、导热性好D.密度小且质软
2.下列有关金属材料说法正确的是( C )
A.铁片在海水中不易生锈
B.钢是纯铁
C.铝片表面易生成一层致密的氧化膜
D.纯铜硬度高于黄铜(铜锌合金)
3.将A、B两种金属放入等质量分数的稀硫酸中,生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示,下列结论合理的是( B )
A.金属活动性A>
B
B.生成氢气的质量A>
C.反应的硫酸质量A<
D.反应的金属质量A<
B
4.向133.4g稀盐酸中加入锌粉(仅含不溶于酸的杂质),所加锌粉的质量与产生气体的质量的关系如图所示。
求:
(1)此过程产生气体的最大质量是 0.4g 。
(2)原稀盐酸中溶质的质量分数为多少?
(写出计算过程)
解:
(2)设原稀盐酸中溶质的质量为x。
73 2
x 0.4g
=
x=14.6g
原稀盐酸中溶质的质量分数为
×
100%≈10.9%
答:
原稀盐酸中溶质的质量分数约为10.9%。
例3 化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了如图所示实验方案。
下列说法不正确的是( )
A.由实验甲可知金属活动性:
B.由实验乙可知金属活动性:
C.由实验甲、乙、丙可知金属活动性:
Al>Cu>Ag
D.实验甲中的CuSO4改为CuCl2不能完成本实验探究
【解析】金属活动性顺序中,排前置后。
Cu;
Cu>
Ag;
D.实验甲中的CuSO4改为CuCl2也能完成本实验探究。
例4 金属在日常生活中有着广泛的用途,常见金属的活动性顺序如图:
请回答下面问题:
(1)金属活动性顺序表中的X是 元素。
(2)把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中,过了一会儿,观察到的现象有 ,该反应的化学方程式为 。
(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,溶液质量随反应时间的变化情况如图所示,图中B点溶液中含有的溶质有 。
【解析】
(1)根据常见的金属的活动性大小顺序分析缺少的金属即可,金属活动性顺序为:
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。
(2)在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来。
(3)根据金属与盐溶液的反应进行分析,在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,且置换时先把最弱的金属置换出来。
5.有X、Y、Z三种金属,X在常温下就能与氧气反应,Y、Z在常温下几乎不与氧气反应;
如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Z表面有银析出,而Y没有变化。
根据以上实验事实,判断X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序正确的是( B )
A.X、Y、Z B.X、Z、Y
C.Y、Z、XD.Z、Y、X
6.将一定量的锌粉加入到硝酸银、硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,向滤渣中加入盐酸无气泡产生,则下列叙述中完全正确的组合是( C )
①滤渣中一定含有银,一定不含有铜;
②滤液中的溶质一定含有硝酸锌,一定不含有硝酸银;
③若滤液为蓝色,则滤液中的溶质一定含有硝酸铜和硝酸锌;
④若滤液为无色,则滤渣中一定含有银和铜,滤液中的溶质一定只含有硝酸锌。
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
7.将适量的铜粉和镁粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中,充分反应后过滤,得到固体物质和无色滤液,则关于滤出的固体和无色滤液的下列判断正确的是( D )
A.滤出的固体中一定含有银和铜,一定不含镁
B.滤出的固体中一定含有银,可能含有铜和镁
C.滤液中一定含有硝酸银和硝酸镁,一定没有硝酸铜
D.滤液中一定含有硝酸镁,一定没有硝酸银和硝酸铜
8.金属及其金属制品对人类社会的发展有着极其重要的作用。
(1)铜锌合金的外观与黄金极为相似,市场上有一些不法分子以假乱真,祸害百姓。
利用简单的化学知识,将其放入稀盐酸中,观察是否有 气泡 产生即可鉴别其真伪。
(2)铝、铁、银是日常生活中经常接触到的三种金属。
对Al、Fe、Ag三种金属的活动性顺序进行探究,能达到目的的一组试剂是 ② (填序号)。
①Ag、FeCl2溶液、AlCl3溶液;
②Fe、AlCl3溶液、AgNO3溶液;
③Ag、Fe、AlCl3溶液。
课堂评价)
1.(2019扬州中考)下列金属中,金属活动性最强的是( A )
A.钾B.铁
C.铜D.金
2.(2019邵阳中考)现有X、Y两种金属,分别把它们插入到Cu(NO3)2溶液中,一段时间后,在X表面有红色固体析出,在Y表面无明显变化,则上述金属的活动性顺序是( D )
A.X>Y>Cu
B.Y>Cu>X
C.Cu>X>Y
D.X>Cu>Y
3.等质量的X、Y两种金属分别和足量的同体积、同浓度的盐酸反应,产生气体的质量与时间的关系如图所示。
下列说法中不正确的是( D )
A.t1时,产生气体的质量:
X>Y
B.t2时,消耗金属的质量:
C.t3时,消耗金属的质量:
X=Y
D.t3时,消耗盐酸的质量:
4.金属M与AgNO3溶液发生反应:
M+2AgNO3===M(NO3)2+2Ag,下列说法正确的是( C )
A.M可能是铝
B.Ag的金属活动性比M强
C.反应前后M的化合价发生了改变
D.在金属活动性顺序里,M一定排在氢前
5.(2019巴中中考)将铁粉加入到ZnSO4和CuSO4的混合溶液中,充分反应后过滤,向滤渣中滴加稀H2SO4,无气泡产生,下列有关分析错误的是( D )
A.反应后溶液的溶质一定含有ZnSO4和FeSO4,可能含有CuSO4
B.滤渣中的固体只有Cu
C.反应后的溶液的质量一定减少
D.滤渣中的固体一定有Cu,可能含有Fe
6.(2019北京中考)用粗木棍在涂有蜡的锌板上写“明”“和”两个字,露出下面的锌板。
向“明”字上滴加CuSO4溶液,向“和”字上滴加盐酸。
(1)“明”字上的现象是 “明”字位置上逐渐出现红色固体,溶液由蓝色变为无色 。
(2)“和”字上产生气泡,用化学方程式解释:
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ 。
7.在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜),往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条,观察到如下现象:
①镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质,经检验发现生成的固体物质中有单质银;
②镁条表面有明显的气泡现象,经检验发现气泡中有氢气。
对于上述实验现象的分析错误的是( C )
A.镁能从硝酸银溶液中置换出银
B.镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气
C.镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3+Mg===Mg(NO3)2+2Ag
D.根据该实验可判断镁比银化学活动性强
8.(原创题)将一定质量的铁粉加至H2SO4、MgSO4和CuSO4的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤液M和滤渣N。
下列有关说法中,不合理的是( B )
A.滤液M中一定存在Fe2+
B.滤渣N的质量一定小于加入铁粉的质量
C.滤渣N中一定没有单质镁
D.滤液M中至少含有两种金属阳离子
9.(2019吉林中考)某同学在实验室中看到铁钉表面附着红色物质,分不出是铁锈还是铜,为证明红色物质的成分,将其“刮”下来,放入 盐酸 溶液中进行验证。
(1)若固体溶解,则该物质为铁锈;
铁锈是铁与 氧气、水 反应生成的。
(2)若固体不溶,则该物质为铜;
铜可能是铁与 硫酸铜 溶液反应生成的。
10.(2019随州中考)金属在生产和生活中有广泛的应用。
(1)向硝酸铜、硝酸铝和硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,滤液呈无色,则滤出的固体一定有 银、铜 ,滤液中含有的金属离子是 Al3+、Zn2+ (写离子符号)。
(2)若锌和镁混合物的质量为4.8g,与100g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸恰好完全反应,则生成H2的质量为 0.2 g。