金属的化学性质知识点和考点归纳非常全面和详细.docx
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金属的化学性质知识点和考点归纳非常全面和详细
课题2
金属的化学性质
一、金属与氧气的反应
金属
条件
现象
化学方程式或结论
常温下(空气中)
在空气中表面逐渐变暗,生成白色固体。
2Mg+O2
2MgO
镁
点燃时(空气中)
剧烈燃烧,发出耀眼白光,生成白色固体。
点燃
2MgO
2Mg+O2
常温下(空气中)
在空气中表面逐渐变暗,
4Al+3O2
2Al2O3
铝
生成致密的氧化膜。
点燃(氧气中)
火星四射,放出大量的热,生成白色固体。
点燃
2Al2O3
4Al+3O2
常温(干燥空气)
无明显现象。
很难与O2反应。
常温(潮湿空气)
铁和空气中的氧气、水共同作用生成比较
铁锈主要成分
铁
疏松的暗红色物质——铁锈。
Fe2O3?
xH2O
点燃(氧气中)
剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,
点燃
Fe3O4
放出大量的热。
3Fe+2O2
常温(干燥空气)
无明显现象。
几乎不与氧气反应
铜
加热(空气中)
红色固体逐渐变成黑色。
2Cu+O2
2CuO
常温(潮湿空气)
铜和空气中的氧气、水、二氧化碳反应
碱式碳酸铜(俗称铜
生成一种绿色物质
绿):
Cu2(OH)2CO3
金
高温
无明显现象
不与氧气反应
结论
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不同。
注意:
铝、锌虽然化学性质比较活泼,但是它们在空气中与氧气反应表面生成致密的
氧化膜,阻止内部的金属进一步与氧气反应。
因此,铝、锌具有很好的抗腐蚀性能。
二、金属与酸的反应:
金属活动顺序表中,位于氢前面的金属才能和稀盐酸、稀硫酸反应,
放出氢气,但反应的剧烈程度不同。
越左边的金属与酸反应速率越快,铜和以后的金属不
能置换出酸中的氢。
金属+酸
盐+H2↑(注意化合价和配平)
Mg+2HCl
MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4
MgSO4+H2↑
2Al+6HCl
2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4
Al2(SO4)3+3H2↑
Zn+2HCl
ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑(实验室制取氢气)
Fe+2HCl
FeCl2+H2↑(铁锅有利身体健康)(注意Fe化合价变化:
0→+2)
Fe+H2SO4
FeSO4+H2↑(注意Fe化合价变化:
0→+2)
注意:
在描述现象时要注意回答这几点:
金属逐渐溶解;有(大量)气泡产生;溶液的颜色变化。
1
三、金属与盐溶液的反应:
金属活动顺序表中,前面的金属能将后面的金属从它的盐溶液
中置换出来。
(钾钙钠除外)
金属+盐
新金属+新盐
Fe+CuSO4
Cu+FeSO4(铁表面被红色物质覆盖,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色)
(注意Fe化合价变化:
0→+2)
不能用铁制器皿盛放波尔多液,湿法炼铜的原理
Cu+2AgNO3
2Ag+Cu(NO3)2
(铜表面被银白色物质覆盖,溶液由无色逐渐变成蓝色)
Fe+2AgNO3
2Ag+Fe(NO3)2
(铁粉除去硝酸银的污染,同时回收银)(注意Fe化合价变化:
0→+2)
现象的分析:
固体有什么变化,溶液颜色有什么变化。
四、置换反应:
一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。
单质+化合物新单质+新化合物A+BCB+AC
初中常见的置换反应:
(1)活泼金属与酸反应:
如Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
(2)金属和盐溶液反应:
如Fe+CuSO4Cu+FeSO4
(3)氢气、碳还原金属氧化物:
如H2+CuOCu+H2OC+2CuO2Cu+CO2↑
五、金属活动顺序表
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
金属活动性由强到弱
应用:
1、在金属活动顺序表中,金属位置越靠前(即左边),金属的活动性越强。
(即越靠近左
边,金属单质越活泼,对应阳离子越稳定;越靠近右边,金属单质越稳定,对应阳离子越活泼。
)
2、在金属活动顺序表中,位于氢前面的金属能将酸中的氢置换出来,氢以后不能置换出酸中的氢。
注意:
(1)浓硫酸、硝酸除外,因为它们与金属反应得不到氢气。
(2)铁和酸反应化合价变化:
由0价→+2价。
3、在金属活动顺序表中,前面的金属能将后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【可以理
解为弱肉强食,弱的占位置(离子或化合物的位置)占不稳,被强的赶走;强的占位置占
得稳,弱的不能将它赶走!
】
注意:
(1)K、Ca、Na除外,因为它们太活泼,先和水反应。
如2Na+2H2O2NaOH+H2↑
(2)变价金属Fe、Cu、Hg发生这种置换反应,化合价变化:
由0价→+2价。
金属化学性质的中考考点知识:
1、比较金属活动性强弱方法:
弱肉强食,能反应的是强的把弱的赶走,与酸反应越剧
烈,说明活动性越强;不能反应的是弱的赶不走强的。
例:
X、Y、Z是三种不同的金属,将X、Y分别放入稀盐酸中,只有X表面产生气泡;将
Y、Z分别放入硝酸银溶液中,一会儿后,Y表面有银析出,而Z无变化。
根据以上实验事
2
实,判断三种金属的活动性顺序为()
A、X>Y>ZB、X>Z>YC、Z>X>YD、Y>Z>X
分析:
X、Y与酸反应得出X>H>Y,Y、Z与硝酸银反应得出Y>Ag>Z,在金属活动表中画出
XYZ
HAg
2、设计实验探究和验证金属活动性顺序
【规律方法】初中阶段,金属活动性的比较主要是针对两种金属或三种金属。
它们的活动
性比较在设计上有一定的规律和技巧。
1.两种金属活动性的比较
(1)采用“一金一盐”方法(K、Ca、Na除外):
即一种是金属单质,另一种金属则采用其
盐溶液。
操作是将该金属单质A放入到另一金属B的化合物溶液中,如果能反应,则活动性:
A>B,如果不能反应,则活动性:
A<B。
(2)采用“二金一酸”方法(适用于至少一种氢前金属):
即两种都是金属单质,再加上一种
酸(稀盐酸或稀硫酸)。
操作是将两种金属单质A、B分别放入到酸溶液中,如果A能反应而B
不能反应,或A比B放出氢气速率快,则活动性:
A>B,反之,则活动性:
A<B。
2.三种金属活动性的比较
(1)排好金属活动性顺序后,采用“两边金属中间盐”。
(2)排好金属活动性顺序后,采用“中间金属两边盐”。
例、某研究性学习小组,设计实验一次性验证铁、锌、铜三种金属活动性的实验,每种方
案如下,可行的方案是()
A.锌、硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液B.铁、锌、硫酸铜溶液
C.锌、铜、硫酸亚铁溶液D.铁、铜、硫酸锌溶液
分析:
活动性顺序:
Zn>Fe>Cu,两边金属中间盐:
Zn、Cu、FeSO4溶液
中间金属两边盐:
Fe、ZnSO4溶液、CuSO4溶液
金属化学性质的拓展知识:
1、金属与酸反应放出氢气的规律:
(1)金属越靠近左边,与酸反应越剧烈,放出氢气的速率越快,在图像上表现为越陡。
(2)金属与足量的酸反应产生相同质量的氢气,则金属质量与转化为+2的金属相对原子
质量成正比。
(3)相同质量的金属与足量的酸反应产生的氢气质量比与转化为+2的金属相对原子质量
3
成反比(即与倒数成正比)。
(4)相同质量的酸完全反应,产生的氢气质量相等(不管和什么金属反应,酸中的
+
全
H
部转化为H2,所以质量相等)
(5)金属与酸反应,溶液质量逐渐增加,密度逐渐增大(溶液体积的变化忽略不计)。
小结:
金属M(假设化合价为+n),与酸反应产生氢气可以用下列两个关系式表示:
2
+
~H2
+
~nH2
M~2H
M~nH
n
2
例1、Mg、Al与足量的酸反应产生的氢气质量相等,则
Mg、Al的质量比为
分析:
Mg
~H2
2
H2
Al~
3
24
2
2×27=18
2
3
∴Mg、Al质量比为24:
18=4:
3(即与转化为2价的金属相对原子质量成正比)
例2、相同质量的Mg、Al与足量的酸反应产生的氢气质量比为
分析:
令金属的质量为单位1,则由关系式可得
2
Mg
~H2
Al~
H2
3
24
2
2×27=18
2
3
1
x=2×1
1
y=2×1
24
18
∴产生氢气质量比为
1:
1=3:
4(即与转化为
2价的金属相对原子质量成反比)
24
18
例3、室温下,等质量的镁片和铝片分别与足量的稀硫酸反应,产生氢气的质量
(m)与时间(t)
的关系图正确的是
(
)
m
Mg
m
Mg
m
Al
m
Mg
Al
Al
Mg
Al
t
t
t
t
A.
B.
C.
D.
分析:
由金属活泼性可得,
Mg>Al,所以镁比铝图像要陡;
Mg
~H2
2
~H2
Al
3
24
2
18
2
∴成反比Al产生氢气多,故选
C。
例4、由两种金属组成的混合物共
20g,与足量的稀盐酸充分反应后,共放出氢气
1g,则原
混合物可能是()
A、Zn和CuB、Zn和FeC、Zn和MgD、Mg和Al
4
分析:
方法1:
极值法假设20g全部是一种金属,应该放出氢气的质量如下
Zn~
H2
Cu产生氢气为0
Fe~H2
Mg
~
H2
2
~
H2
Al
3
65
2
56
2
24
2
18
2
20g
1g
20g
1g
20g
1g
20g
1g
方法2:
极值法
假设1g氢气全部是一种金属产生的,应该需要的金属质量如下
Zn~
H2
无论多少铜都
Fe
~
H2
Mg~
H2
2
Al
~H2
3
65
2
不能产生
1g氢气
56
2
24
2
18
2
20g
1g
铜>20g
20g
1g
20g
1g
20g
1g
方法3:
平均相对分子质量法:
假设金属的化合价为+
2
M~
H2
Zn
~H2
Fe
~H2
Mg
~
H2
2
Al
~
H2
铜不产生氢气
3
x=40
2
65
2
56
2
24
2
18
2
认为相对原子
20g
1g
质量无限大
2、金属和盐溶液反应的规律:
(1)几种金属同时放入一中弱盐溶液中,活动性强的先反应(可以理解为弱的先被最强的赶走);一种金属放入几种弱盐的混合溶液中,先和最弱的盐溶液发生反应(可以理解为
强的先赶走最弱的)。
总之,隔得远的先反应。
如:
将Zn、Fe同时放入CuSO4溶液中,锌先和硫酸铜溶液反应,然后铁再和硫酸铜溶
液反应。
将Fe放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,铁先和硝酸银溶液反应,然后再和
硝酸铜溶液反应。
(2)金属与盐溶液的反应,若金属质量增加,则盐溶液质量减少,密度减小(溶液体积
变化忽略不计);若金属质量减小,则盐溶液质量增大,密度增大(溶液体积变化忽略不计)。
要根据对应的化学方程式,根据差量法进行判定。
例:
在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后,过滤,下列情
况不可能成立的是()
A、滤液成分为Fe2+、Ag+和Cu2+,滤渣成分为Ag
B、滤液成分为Fe2+和Cu2+,滤渣成分为Ag和Cu
C、滤液成分为Fe2+和Cu2+,滤渣成分为Ag、Cu和Fe
D、滤液成分为Fe2+和Cu2+,滤渣成分为Ag
分析:
发生两个反应先后顺序为:
Fe+2AgNO3
2Ag+Fe(NO3)2
,①
Fe+Cu(NO3)2
Cu+Fe(NO3)2
,②
可能出现的情况:
5
(1)①中Fe不足,②不发生。
滤液:
Fe2+、Ag+和Cu2+滤渣:
Ag
(2)①恰好完全反应,②不发生。
滤液:
Fe2+和Cu2+滤渣:
Ag
(3)①反应后,②中Fe不足。
滤液:
Fe2+和Cu2+滤渣:
Ag、Cu
(4)①反应后,②恰好完全反应。
滤液:
Fe2+滤渣:
Ag、Cu
(5)①②反应后,Fe过量。
滤液:
Fe2+滤渣:
Ag、Cu、Fe
小结:
分析反应后的成分问题,我们应该考虑生成什么,剩余什么。
..........
这种类型的题目,我们首先写出化学方程式,第一个反应一定发生,一定有Ag和Fe2+,其
余成分只需考虑滤液和滤渣不发生化学反应即可。
本题中C选项Fe能和Cu2+反应,所以
不可能出现该情况。
例2、把锌片分别插入一定浓度的足量FeSO4、CuCl2、AgNO3三种溶液中,假定单位时间
内消耗Zn质量相等,剩余的锌片和附着的金属质量(即固体质量)如图所示。
则A表示
溶液,B表示溶液,C表示溶液。
固
体
质
量
A
B
C
反应时间
分析:
Zn+FeSO4
Fe+ZnSO4
65
56
Zn+CuCl2
Cu+ZnCl2
65
64
Zn+2AgNO3
2Ag+Fe(NO3)2
65
216
6