内容正文:
第八单元 金属和金属材料
第2课时 金属的化学性质
知识体系构建
教材知识梳理
金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
(1)通式:金属+氧气→金属氧化物[属于 反应(填基本反应类型)]
(2)规律:大多数金属能与氧气发生反应,但反应的难易程度是不同的,越 的金属,反应越容易。
化合
活泼
反应
条件 金属 现象 反应的化学方程式
常温 铝 缓慢氧化,放出热量,不易察觉 _____________________
点燃 镁 发出耀眼的 ,放出大量的热,生成 固体 _____________________
铁 ,放出大量的热,生成
固体 _____________________
加热 铜 生成 物质 _____________________
黑色
黑色
火星四射
白色
白光
特殊情况:“真金不怕火炼”说明高温时金不与氧气反应。
(3)常见金属与氧气的反应
4Al+3O2===2Al2O3
2Mg+O22MgO
3Fe+2O2Fe3O4
2Cu+O22CuO
(3)常见金属与酸反应的现象及化学方程式
2.金属与稀盐酸、稀硫酸的反应
(1)通式:金属+酸→盐+H2↑[属于 反应(填基本反应类型)]
(2)反应条件:金属的活动性必须排在 之前。
氢
置换
金属 现象 与稀盐酸/稀硫酸
反应的化学方程式
镁 反应剧烈,产生大量气泡 ①_______________________________;
②________________________________
锌 反应较剧烈,有较多气泡产生 ③ ;
④ _______________________________
铁 反应缓慢,有少量气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色 ⑤ ;
⑥_______________________________
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
铁单质与稀盐酸、稀硫酸或盐溶液发生置换反应只能生成F,不能生成Fe3+。
3.金属与盐溶液的反应
(1)通式:金属+盐→新盐+新金属[属于 反应(填基本反应类型)]
(2)反应发生的条件
①金属比盐中的金属活动性强(K、Ca、Na除外);②盐必须可溶。
置换
反应物 现象 反应的化学
方程式
铁丝、硫酸铜溶液 铁丝表面有 物质析出,溶液由 色逐渐变为 色 ___________________________________________
铝、硫酸铜溶液 铝丝表面有 物质析出,溶液由 色逐渐变为 色 ____________________________________________
铜丝、硝酸银溶液 铜丝表面有 物质析出,溶液由 色逐渐变为 色 ___________________________________________
蓝
无
银白色
无
蓝
红色
浅绿
蓝
红色
(3)常见金属与盐溶液反应的现象及化学方程式
Fe+CuSO4=== FeSO4+Cu
2Al+3CuSO4=== Al2(SO4)3+3Cu
Cu+2AgNO3=== 2Ag+Cu(NO3)2
4.置换反应
由一种单质与一种化合物反应,生成另一种 和另一种 的反应叫作置换反应。
化合物
单质
2.意义
在金属活动性顺序里:
(1)金属的位置越靠前,它的活动性就 。
(2)位于 前面的金属能置换出酸中的 。
(3)位于 的金属能把位于 的金属从它们化合物的溶液里置换出来(K、Ca、Na除外)。
后面
前面
氢
氢
1.金属活动性顺序
越强
金属活动性顺序
Mg
Fe
Cu
Ag
强
减弱
3.应用
(1)判断某些金属与酸、金属与盐溶液能否发生置换反应。
(2)利用金属活动性顺序研究金属冶炼的历史。
(3)根据金属与盐溶液反应判断滤液、滤渣的成分。
(4)解决一些除杂问题。
物质网络构建
1.写出下列与Fe有关的化学方程式。
① ________________________________________
② ________________________________________
③ ________________________________________
④ ________________________________________
⑤ ________________________________________
3Fe+2O2Fe3O4
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
Fe+CuCl2===FeCl2+Cu
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(合理即可)
Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O
Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O
3NaOH+FeCl3===Fe(OH)3↓+3NaCl(合理即可)
6NaOH+Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓+3Na2SO4(合理即可)
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
2.写出下列与Cu有关的化学方程式。
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2
CO+CuOCu+CO2(合理即可)
CuO+2HCl===CuCl2+H2O
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
2NaOH+CuCl2===Cu(OH)2↓+2NaCl(合理即可)
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4(合理即可)
①
②
③
④
⑤
⑥
3.写出下列与Al有关的化学方程式。
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4Al+3O2===2Al2O3
2Al+3CuCl2===2AlCl3+3Cu
2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑(合理即可)
Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O
①
②
③
④
⑤
例1 [2024·万宁模拟]下列金属不能与硫酸铜溶液反应的是( )
A.银 B.锌 C.铁 D.镁
金属的化学性质
A
中考考点讲评
下列预测合理的是( )
A.Co能从MgCl2溶液中置换出Mg
B.CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C.CoCO3能与盐酸反应生成H2
D.Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得
1.[2024·海口一模]钴(Co)的金属活动性与铁相似,钴的化合物相关性质如下:
B
物质 CoO Co(OH)2 CoCl2 CoCO3
在水中
的溶
解性 难溶,灰
绿色固体 难溶,粉
红色固体 易溶,溶
液呈粉
红色 难溶,粉
红色固体
2.早在明朝末期出版的《天工开物》中就有关于探究金属化学性质的记载。请根据信息回答下列问题。
(1)实验一:实验表明,镁和铁都能与 发生反应,但反应的条件和剧烈程度是不同的,从上述实验事实可以看出镁比铁活泼。
(2)实验二:A试管中发生反应的化学方程式为 。B试管中无明显现象。
(3)实验三:能观察到的实验现象为 。
铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
氧气
例2 [2024·三亚二模]把X、Y、Z三种金属分别放入稀硫酸中,X没有明显实验现象,Y和Z表面有气泡产生;另取Y放入Z的化合物溶液中,未见明显现象。则三种金属的活动性顺序为( )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y
C.Z>Y>X D.Y>X>Z
金属活动性顺序的判断
C
3.[2024·海府密卷1]向Cu(NO3)2溶液中分别加入金属X、Y,反应一段时间后在X表面有红色物质析出,Y表面无明显变化,则X、Y、Cu三种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A.Cu>X>Y B.X>Cu>Y
C.X>Y>Cu D.Y>Cu>X
B
4.[2024·海府密卷]三种金属X、Y、Z相互之间的反应关系如下:①Y+H2SO4===
YSO4+H2↑,Z与H2SO4不反应;②Z+2XNO3===Z(NO3)2+2X。则X、Y、Z的金属活动性顺序为( )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y
C.Y>X>Z D.Y>Z>X
D
金属活动性顺序的验证与探究
例3 [2024·海口二模]为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,小东设计了如下两组实验。下列说法正确的是( )
A.实验①中试管中溶液颜色由蓝色变为黄色
B.实验①中56g铁片完全反应,溶液质量减少8g
C.实验②中发生的反应:2Ag+CuSO4===Ag2SO4+Cu
D.通过实验①②不能验证三种金属的活动性顺序
B
5.[2023·海口二模]钯—镍合金在电子工业等方面有广泛应用。已知钯(Pd)、镍(Ni)、铜三种金属的活动性顺序是Ni>Cu>Pd。下列实验组合中能验证出三种金属活动性顺序的是( )
A.③④ B.②④ C.①④ D.①②
A
6.[2024·海府密卷]为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,下列实验方案能达到目的的是( )
A.将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中
B.将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中
C.将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中
D.将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
B
例4 [2024·临高模拟]向CuSO4溶液中加入一定质量的Zn粉,反应后过滤,得滤渣和蓝色滤液,下列说法正确的是( )
A.滤液中一定有CuSO4和ZnSO4
B.滤液中一定有ZnSO4,可能有CuSO4
C.向滤渣中滴加稀盐酸,一定有气泡产生
D.滤渣中一定有Cu,可能有Zn
金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分的分析
A
7.[2024·琼海模拟]在CuCl2和AlCl3的混合溶液中,加入过量的锌粉,充分反应后过滤,留在滤纸上的物质是( )
A.Cu B.Cu和Al
C.Zn和Cu D.Cu、Al和Zn
C
8.[2019·海口二模]在Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,加入一定量的锌粉,使之充分反应后,下列说法中错误的是( )
A.若反应后所得滤液呈无色,则滤渣中一定没有Zn
B.若反应后锌有剩余,则溶液中所含溶质只有Zn(NO3)2
C.滤液中一定含有Zn(NO3)2,可能含有Cu(NO3)2、AgNO3
D.滤渣里一定含有Ag,可能含有Cu和Zn
A
(2)滤液1中含有的阳离子是 (填离子符号)。
有关金属的综合题
H+、Zn2+、Fe3+
例5 [2024·海府密卷]硫酸锌可制备各种含锌材料,在防腐、医学上有很多应用。菱锌矿的主要成分是ZnCO3,还含有少量的二氧化硅和氧化铁。以菱锌矿为原料制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如图所示。(二氧化硅难溶于水,也不与稀硫酸反应)
回答下列问题。
(1)“酸浸”中观察到的现象是 。
固体部分溶解,产生气泡,溶液由无色变成黄色
(3)“转化”中加入足量锌粉,反应的化学方程式有Zn+Fe2(SO4)3===ZnSO4+2FeSO4和 (写一个即可)。
(4)下列说法正确的是 (填字母)。
A.“粉碎”是为了使菱锌矿在“酸浸”中与稀硫酸充分反应
B.在“转化”中加入锌粉,若无气泡冒出,说明锌粉已足量
C.滤渣甲、滤渣乙均能与稀硫酸反应产生气体
D.滤液2的质量一定比滤液1的质量大
AD
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑(合理即可)
9.[2024·烟台中考]在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画。兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动,请你一起参与下列任务。
[任务一]到垃圾回收站筛选金属底板
(1)区分铝片和铁片的物理方法是 (写一种)。
[任务二]预处理金属底板
(2)用砂纸打磨掉铝片表面的氧化膜。用化学方法除去铁片表面的铁锈,可以用
(写一种物质名称)。
稀盐酸(合理即可)
用磁铁吸引(合理即可)
[任务四]金属蚀刻画的后处理
(4)将蚀刻好的金属片清洗掉废液,去掉不干胶保护膜,进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈,可采取的措施是 (写一种合理的方法)。
[任务三]选择蚀刻液进行蚀刻
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝片和铁片上,然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中,将铁片浸入足量的乙蚀刻液中,一段时间后取出,小组同学看到铝片上有凹陷图案,没有附着物;铁片上出现红色附着物图案。则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的 、 。(均填序号)
①硫酸铜溶液;②硝酸银溶液;③稀盐酸;④氯化亚铁溶液;⑤氯化钠溶液。
保持铁片蚀刻画表面清洁干燥(合理即可)
①
③
过程①加入的物质X是 ,过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是
。
[任务五]废液回收利用
(5)铝片蚀刻废液处理,可加入足量铝片,得到 溶液,回收保存。
(6)铁片蚀刻废液处理流程如图所示。
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
氯化铝(或:AlCl3)
铁粉
1.[2019·海南中考]我国西汉时期,在《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”,意思是可溶性的铜的化合物与铁发生反应得到单质铜,此为现代湿法冶金的先驱。下列有关说法正确的是( )
A.由该反应可推测出铜能与稀硫酸反应
B.该反应证明了铁的金属活动性比铜强
C.若铁足量,溶液的颜色将逐渐变为无色
D.该反应属于复分解反应
金属的化学性质
B
中考真题集锦
用所学化学知识判断,下列说法正确的是( )
A.“可燃空气”是从金属中分解出来的
B.上述六种金属包括铜
C.“可燃空气”可以用排水集气法收集
D.上述反应属于复分解反应
2.[2017·海南中考]英国化学家亨利·卡文迪什是“燃素说”的信仰者。1766年,他用铁、锌、锡等六种金属与稀硫酸、稀盐酸作用制得“可燃空气”,并将其表示为:
C
(1)请分析反应中温度升高的原因: 。
(2)根据曲线总结出金属活动性的相关规律:
。
在相同条件下,金属活动性越强,与酸反应放出的热量越多(必须指明条件相同)
3.[2018·海南中考]为了探究金属与酸反应的规律,某实验小组进行了如下实验,取等质量的铁片、镁片、锌片,分别与等体积、等浓度的稀盐酸反应,用温度传感器测得反应温度变化曲线如图所示。
金属与酸反应放出热量
金属活动性顺序的判断
4.[2015·海南中考]小明为了比较X、Y、Z、W四种金属的活动性顺序,利用这四种金属单质、稀盐酸、Z的硝酸盐溶液和W的硝酸盐溶液,进行有关实验,结果如下表(“√”表示能反应,“-”表示不能反应,“空白”表示未做该实验)。请你判断四种金属的活动性顺序为( )
A.Y>Z>X>W B.X>Y>W>Z
C.X>W>Y>Z D.W>X>Y>Z
C
X Y Z W
稀盐酸 √ - - √
Z的硝酸盐溶液 √
W的硝酸盐溶液 √ -
5.[2022·海南中考]为验证Zn、Cu和Ag三种金属的活动性顺序,设计的下列实验方案能达到目的的是( )
A.将Zn、Cu分别加入AgNO3溶液中
B.将Zn、Cu和Ag分别加入稀盐酸中
C.将Zn、Ag分别加入CuSO4溶液中
D.将Zn分别加入CuSO4、AgNO3溶液中
金属活动性顺序的验证与探究
C
6.[2018·海南中考]向氧化铜和铁粉的混合物中加入一定量稀硫酸,充分反应后过滤,向滤渣中再滴入稀硫酸,有气泡产生,则下列判断正确的是( )
A.滤渣中可能含Cu
B.滤渣中只含Fe
C.滤液中不含CuSO4
D.滤液中不一定含FeSO4
金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分的分析
C
7.[2016·海南中考]在氯化亚铁、氯化铜和氯化镁的混合溶液中加入一定量锌粉,反应停止后过滤,向滤液中插入洁净的铁丝,铁丝表面无明显变化,下列分析正确的是( )
A.滤液中一定有氯化镁,可能有氯化锌和氯化亚铁
B.滤液中一定有氯化镁和氯化锌,可能有氯化铜
C.滤渣中一定有铜和铁,可能有锌
D.滤渣中一定有铜,可能有铁和锌
D
(1)实验室进行过滤操作,用到的玻璃仪器有 、烧杯和玻璃棒。
(2)加入铁粉后溶液A中发生的化学反应有Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑、
。
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
8.[2023·海南中考]某工业废料中含有Fe和CuO(不考虑其他成分),小红设计如下实验方案,用该工业废料制备FeSO4·7H2O和Cu。
漏斗
有关金属的综合题
(3)固体C的成分为 。
(4)“系列操作”中最后通过冷却结晶得到FeSO4·7H2O晶体。能够采用冷却结晶的方法进行提纯的物质,其溶解度与温度的关系是 。
溶解度随温度的升高明显增大
铜、铁
实验一
实验二
实验三
$$