内容正文:
第2章 物质转化与材料利用
2.2 金属的化学性质
【知识必备】
考点一 金属与氧气的反应
大多数金属都能金属与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度是不同的。
注意:在元素周期表中,除汞外,金属元素的中文名称都带有金字旁。
(1)镁在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的强光,生成白色的氧化镁固体,同时放出大量的热。
反应的化学方程式为2Mg+O2=== (点燃)2MgO
(2)金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝保护膜,它能阻止金属铝继续被空气氧化。因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。
反应的化学方程式为4Al+3O2=== (点燃)2Al2O3
(3)细铁丝在空气中不能燃烧。在纯氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的四氧化三铁,同时放出大量的热。
反应的化学方程式为3Fe+2O2=== (点燃)Fe3O4
金属铁在潮湿的空气中会被氧气所氧化而生锈(铁锈的主要成分是Fe2O3)。
(4)在加热的情况下,铜能跟空气中的氧气反应,生成黑色的氧化铜。
反应的化学方程式为2Cu+O2=== (Δ)2CuO
(5)金在高温时也不与氧气反应。
方法:从金属与氧气反应的情况可比较金属的活泼性,与氧气反应的金属比不与之反应的金属活泼性强,与氧气反应越剧烈其活泼性越强。从上述实验事实可以看出:镁、铝比较活泼,铁、铜次之,金最不活泼。
考点二 金属与酸的反应
1.金属与酸(稀盐酸、稀硫酸)溶液的反应
铝、镁、锌、铁等金属能与稀盐酸或稀硫酸发生反应,生成相应的盐和氢气。铜、银等金属不能与稀盐酸或稀硫酸发生反应。
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
注意:①实验中所用的铝丝要用砂纸打磨以除去铝丝表面的氧化铝薄膜。
②这里的酸一般指稀盐酸或稀硫酸,硝酸、浓硫酸除外,因为硝酸、浓硫酸具有强氧化性,它们与金属反应一般不生成氢气而生成水。
③铁与酸溶液发生置换反应时,生成亚铁盐和氢气,此时铁的化合价为+2价。
2.置换反应
(1)定义
由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。
(2)四种反应类型的比较
基本反应类型
表达式
特征
实例
化合反应
A+B+……→C
多变一
2Cu+O2=== (Δ)2CuO
分解反应
A→B+C+……
一变多
2H2O=== (通电)↑↑
置换反应
AB+C→ CB+A
一换一
H2+ CuO=== (Δ)Cu+H2O
2Al+Fe2O3=== (高温)2Fe+Al2O3
复分解反应
AB+CD→AD+CB
两交 换、价不变
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
考点三 金属的活动性顺序
1.金属与盐溶液的反应
如:Fe+CuSO4 =FeSO4 + Cu,Cu+2AgNO3=== Cu(NO3)2+2Ag。
2.常见金属的活动性顺序
3.金属活动性顺序的应用
(1)在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
(2)按金属活动性顺序,一种活动性强的金属能把活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
(3)按金属活动性顺序,排在氢前面的金属可以把酸里的氢置换出来。
提示:
①金属与盐的反应在溶液中进行时,盐必须是可溶的。如因为AgCl难溶于水,Cu就不能与AgCl发生置换反应。
②钾、钙、钠的金属活动性太强,它们与盐溶液的反应比较复杂,一般不能置换出其他金属,如将金属钠放入硫酸铜溶液中,发生反应:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓.
③铁从盐溶液中置换不活泼金属时,生成的是亚铁盐,铁的化合价为+2价。
【例1】现有铬、铜和银三种金属,将金属铬和银分别放入硫酸铜溶液中,观察到铬表面有红色物质析出,银表面没有明显现象,则这三种金属活动性顺序由强到弱排列正确的是( )
A.铬>铜>银 B.铜>铬>银
C.铬>银>铜 D.银>铬>铜
考点四 防止金属锈蚀的常用方法
1.金属锈蚀的条件
金属的锈蚀既与周围环境里水、空气等物质的作用有关,也与金属内部的结构有关。
拓展:
①铁锈成分复杂,主要是氧化铁(Fe2O3)。它是一种疏松多孔的物质,能让水分和空气中的氧气穿过它的空隙,不断向里层渗透,继续跟铁反应,直至铁被完全锈蚀。
②铁制品还会被环境中的其他物质(如酸、盐等)锈蚀。
2.防止金属生锈的措施和方法
(1)保持金属制品表面的洁净和干燥。
(2)