8.2金属的化学性质---2024-2025学年九年级化学人教版(2024)下册

课题2金属的化学性质 1、 金属与氧气反应 1. 金属与氧气反应 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 反应条件 金属 现象 化学方程式 常温下就能反应 镁 打磨过的镁在空气中表面逐渐变暗；在空气中点燃，发出耀眼白光，生成白色粉末状固体，放出大量热（可制作照明弹、烟花） 铝 打磨过的铝在空气中表面逐渐变暗 点燃或加热能反应 铁 在氧气中点燃后能剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量热（在潮湿的空气中，铁与空气中的氧气和水共同作用会生成红棕色的铁锈主要成分Fe2O3） 铜 在空气中加热表面会变黑 高温不反应 金 在空气中加热不变色，不反应 ———— 2. 铝的抗腐蚀性 铝在常温下与空气中的氧气发生氧化反应，在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。 二、金属与盐酸、稀硫酸的反应 1.常见金属与稀盐酸、稀硫酸的反应（活泼金属与硝酸、浓硫酸反应不产生氢气，因为硝酸和浓硫酸具有强氧化性） 金属 现象（与盐酸或稀硫酸） 反应的化学方程式 盐酸 稀硫酸 镁 反应剧烈，产生大量气泡 Mg+2HCl==MgCl2+H2↑ 锌 反应较剧烈，产生较多气泡 铁 反应缓慢，有少量气泡产生，溶液由无色变为浅绿色 Fe+ H2SO4 = FeSO4+H2↑ 铜 不反应 ———— ———— 2.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做置换反应。 （2）特点：A+BC==B+AC 三、金属与某些化合物溶液（盐溶液）的反应 1.金属与某些盐溶液的反应（盐必须可溶） 实验 现象 反应的化学方程式 铝丝浸入硫酸铜溶液中 铝丝上有红色的物质生成，溶液由蓝色变成无色 2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu 铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝上有银白色的物质析出，溶液由无色变为蓝色 铜丝浸入到硫酸铝溶液当中 无明显现象 不反应 2.金属活动性顺序及意义 （1）金属活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金 属 活 动 性 由 强 到 弱 （2） 金属活动性顺序的意义 ①在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 ②在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。（这里的“氢”指的是氢元素，而不是氢气） ③在金属活动性顺序里，位于前面的金属（K、Ca、Na除外）能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。 3.金属活动性顺序的应用 （1）判断某些置换反应能否发生 ①判断金属与酸能否反应、判断金属与酸反应的剧烈程度（速度快慢） 反应条件：在金属活动性顺序里，该金属必须排在氢前面，金属的位置越靠前，与酸反应的越剧烈（速率越快） ②判断金属与盐溶液能否反应 反应条件：在金属活动性顺序里，排在前面的金属可以置换出排在后面的金属（从盐溶液中） （2）解决一些除杂问题 当某种金属中混有其他金属单质，或某金属化合物的溶液中混有其他金属化合物，解决这样的除杂问题就可以应用金属活动性顺序来选择合适的试剂。 例如： ①铜中混有少量的铝，除去铜中的铝 根据金属活动性顺序知金属的活动性：Al＞Cu 确定实验方案：将混合物放入足量的CuSO4溶液中（或向混合物中加入过量的盐酸），反应的化学方程式2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu（或 2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑）,充分反应后经过过滤、洗涤、干燥即可得到纯净的铜。 ②FeSO4溶液中混有CuSO4溶液 根据金属活动性顺序知金属的活动性：Fe＞Cu 确定实验方案：在混合溶液中放入足量的铁粉：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu，充分反应后经过过滤，得到FeSO4溶液。 （3） 根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分 如：将金属Zn放入FeSO4和CuSO4的混合溶液中，Zn先与CuSO4发生置换反应，与CuSO4反应完后再与FeSO4发生置换反应。根据金属锌量的不同可分为以下几种情况： 金属锌的质量 析出金属（滤渣成分） 滤液的成分 锌不足（不能与CuSO4溶液完全反应） Cu ZnSO4、FeSO4、CuSO4 锌不足（恰好与CuSO4溶液完全反应） Cu ZnSO4、FeSO4 锌不足（不能与FeSO4溶液完全反应） Fe、Cu ZnSO4、FeSO4 锌不足（恰好与FeSO4溶液完全反应） Fe、Cu ZnSO4 锌足量 Zn、Fe、Cu ZnSO4 （4） 根据金属能否与其他金属的盐溶液发生反应、金属能否与稀酸发生反应或与稀酸发生反应时的剧烈程度判断金属活动性顺序。 ①如镁、锌、铁三种金属与同浓度的稀硫酸与盐酸反应产生氢气的速率：Mg＞Zn＞Fe，则可判断出金属活动性：Mg＞Zn＞Fe。 ②现有a、b、c三种金属，a、b分别与稀硫酸、c的硝酸盐溶液作用的现象如表所示： 金属 a b 与稀硫酸作用 无反应 溶解并放出气体 与c的硝酸盐溶液作用 表面上析出c 表面上析出c 根据表中所给的实验现象，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序。依据a不能与稀硫酸发生反应，b能与稀硫酸发生反应可判断出a的金属活动性比b弱；a、b都能置换出c的硝酸盐溶液中的c，表明a、b的金属活动性都比c强，则这三种金属的活动性由强到弱的顺序为b＞a＞c。 （5） 根据金属活动性顺序设计实验方案验证几种金属的活动性强弱 验证项目 试验方案 判断理由 比较两种金属的活动性强弱，如Cu、Zn 方案一：将金属锌放入铜的盐溶液中 方案二：将金属铜放入锌的盐溶液中 方案三：将金属锌、铜发别放入稀盐酸中 方案四：将金属锌、铜同时放入两者中间的一种金属的盐溶液中，如FeSO4溶液（“两金夹一盐”） 根据置换反应能否发生作出相应的判断 比较三种金属的活动性强弱，如Mg、Fe、Cu 方案一：将金属镁、铜同时放入FeSO4溶液（“两金夹一盐”） 方案二：将金属铁分别放入MgCl2溶液和CuCl2溶液中（“两盐夹一金”） 根据金属与盐溶液的置换反应能否发生作出相应判断。 方案一中镁与FeSO4溶液反应，而铜与FeSO4溶液不反应； 方案二中Fe与CuCl2溶液反应而与MgCl2溶液不反应，均可证明金属的活动性：Mg＞Fe＞Cu 方案三：将三种金属同时放入同浓度的盐酸（或稀硫酸）中 根据金属与酸的置换反应能否发生及反应速率的快慢作出判断。Mg与酸反应速率快，Fe与酸反应速率慢，Cu与酸不反应，证明金属的活动性：Mg＞Fe＞Cu （6） 活泼金属与盐酸（稀硫酸）反应产生氢气质量的计算 ①一定质量的活泼金属与足量盐酸（稀硫酸）反应产生氢气的质量可由以下公式计算： m（H2）=金属的质量➗金属的相对原子质量✖金属元素在化合物中的化合价的绝对值 ②等质量Mg、Al、Zn、Fe四种金属与足量的盐酸（稀硫酸）反应产生氢气的质量由多到少的顺序为：Al＞Mg＞Fe＞Zn。 ③足量的Mg、Al、Zn、Fe四种金属与等质量、等质量分数的盐酸（稀硫酸）反应产生氢气的质量相同。（生成氢气的质量来自酸中的氢元素的质量） 随堂练习 1.仅用下列各组试剂无法完成验证Zn、Cu、Ag三种金属活动性顺序的是（　D　） A．Zn、Ag、CuSO4溶液 B．Cu、ZnSO4溶液、AgNO3溶液 C．Zn、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 D．Cu、Ag、稀硫酸、ZnSO4溶液 2.分别用以下四组物质比较锌和铜的金属活动性：①Zn、Cu、稀硫酸；②Zn、Cu、MgSO4溶液；③Zn、CuSO4溶液；④将Zn、Cu分别加入FeSO4溶液中。仅用组内物质就能直接达到目的的是（　C　） A．仅有① B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 3.向分别盛有甲、乙、丙三种金属的试管中滴加稀硫酸，仅甲、丙能产生气泡，并分别生成X、Y，丙能从X溶液中置换出甲，则三者的金属活动性顺序为（　A　） A．丙＞甲＞乙 B．甲＞乙＞丙 C．乙＞甲＞丙 D．甲＞丙＞乙 4．已知某金属与硫酸铜溶液反应的化学方程式是，则下列说法错误的是（　C　） A．该反应属于置换反应 B．该金属的活动性比强 C．该金属可能是金属 D．该金属和溶液也能发生反应 5.下列有关实验现象的描述中正确的是（　B　） A．铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧，火星四射 B．电解水实验，与电源正、负极相连的玻璃管中产生气体的体积比为1：2 C．铁浸入硫酸铜溶液中，铁表面有铜析出，溶液由浅绿色变成蓝色 D．硫粉在氧气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的二氧化硫 6.下列实验方案中，不合理的是（　B　） A．鉴别H2、CH4、CO三种气体：分别点燃集气瓶中的气体，并检验产物 B．制备金属Cu：将Cu和AgCl混合后，过滤 C．区别CaO固体和NaC1固体：取样，分别放入适量水中 D．去除氧化铜中混有的少量木炭，可把固体放在空气中灼烧 7.用甲、乙和铁三种金属进行以下实验： （1）将铁丝在纯氧中点燃，可观察到铁丝剧烈燃烧，放大量热，火星四射，_____的现象。 （2）将甲、乙和铁分别加入三份完全相同的稀盐酸中，观察到金属乙和铁的试管中均有气泡产生，金属甲的试管中无明显现象。由此确定在金属活动顺序表中位于氢后的金属是_____。 （3）将金属乙加入FeSO4溶液中，观察到乙的表面有灰黑色金属析出，可推断金属乙的活动性比铁_____(填“强”或“弱”)。 8．地铁车厢用到了大量铝合金材料，铝合金中主要含有铝、铜、镁三种金属，为验证这三种金属的活动顺序，某同学设计了以下三个实验，请回答下列有关问题： (1)实验甲中的实验现象是 ________________；实验甲能得出的结论是 ________________的金属活动性更强。 (2)实验乙中发生反应的化学方程式为________________ ； (3)上述实验中对得出完整的结论没有作用，可以省去的实验是________________ （填“甲”或“乙”或“丙”） 7．生成黑色固体 甲 强 8．(1)银白色固体表面产生紫红色固体，溶液由蓝色变为无色 铝/Al (2) (3)甲 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$