内容正文:
学习主题三 物质的性质与应用
第十二讲 金属的化学性质 金属活动性顺序
第一部分 教材梳理
·化学
01
中考命题分析
04
重点实验突破
03
新教材素材特训
02
基础知识梳理
05
重难点解法
06
考点分层训练
·化学
广东省近五年中考化学考情一览表
课标要求 年份/分值
2024 2023 2022 2021 2020
◎通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质 3 5 9 10 2
◎通过实验探究等活动认识金属活动性顺序 3 1 1 3
教材导航:人教版:九下第八单元P10~15 粤教版:九下第六单元P9~15
·化学
1.金属与氧气的反应(通式:金属+氧气→金属氧化物,基本反应类型为 )
金属的化学性质(5年5考)
化合反应
考点
1
·化学
反应条件 金属 实验现象 化学方程式
常温 镁 表面逐渐变暗;点燃时,剧烈燃烧,发出 ,放出大量热,生成白色固体 ________________
________________
铝 在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的 薄膜(耐腐蚀的原因) _________
4Al+3O2===2Al2O3
氧化铝
耀眼白光
2Mg+O2
2MgO
·化学
反应
条件 金属 实验现象 化学方程式
点燃 铁 在氧气中点燃,剧烈燃烧,
,生成黑色固体(集气瓶底部放少量水或细沙) _
加热 铜 在空气中加热时,表面生成
色固体 ________________________
金 即使在高温时金也不与氧气反应 ——
火星四射
3Fe+2O2Fe3O4
黑
2Cu+O22CuO _
·化学
2.金属与酸(稀盐酸、稀硫酸)的反应[通式:氢前金属+稀盐酸(稀硫酸)→盐+H2↑,基本反应类型为 ]
置换反应
金属 实验现象 化学方程式
镁 反应非常剧烈,产生大量气泡,放出热量 与稀盐酸: _
与稀硫酸:Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
·化学
金属 实验现象 化学方程式
锌 较剧烈反应,产生较多气泡,放出热量 与稀盐酸:Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
与稀硫酸:_______________________
铁 反应缓慢,有少量气泡产生,溶液由___ 色逐渐变为 色 与稀盐酸:________________________
与稀硫酸:________________________
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
无
浅绿
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ _
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
·化学
金属与稀酸的反应,金属活动性顺序位于氢前,酸不能是浓硫酸,也不能是硝酸。
·化学
3.与盐溶液反应[通式:金属(前)+盐→新金属(后)+新盐,基本反应类型为 ]
置换反应
实验 实验现象 化学方程式
铝与硫酸铜溶液 铝丝表面有 色固体析出,溶液由 色逐渐变为 色 ____________________________________________
铜与硝酸银溶液 铜表面有 色固体析出,溶液由 色逐渐变为 色 ____________________________________________
蓝
无
银白
无
蓝
红
2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3
+3Cu _
Cu+2AgNO3=== Cu(NO3)2
+2Ag _
·化学
(1)只有活动性较强的金属才能把活动性较弱的金属从它们的化合物溶液中置换出来。
(2)反应物中的金属化合物必须溶于水。
·化学
2.金属活动性顺序的应用
(1)判断金属的活动性强弱:在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越 。
1.常见金属在水溶液中的活动性顺序如下:
强
金属的活动性顺序(5年4考)
考点
2
·化学
(2)判断金属与酸能否发生反应:在金属活动性顺序里,位于 的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。
(3)判断金属与盐溶液能否发生反应及反应后滤液、滤渣的成分:在金属活动性顺序里,位于前面的金属(不包括K、Ca、Na)能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
氢前面
·化学
1.(RJ九下P15新增习题改编)下列物质中不能由金属与盐酸直接反应制得的是( )
A.氯化镁 B.氯化锌
C.氯化铁 D.氯化铝
C
·化学
2.(RJ九下P15新增习题改编)现有X、Y、Z三种金属,如果将三种金属分别放入稀硫酸中,只有Y溶解并产生氢气;如果把X、Z分别放入到硝酸银溶液中,Z表面有银析出,而X没有变化,判断X、Y、Z的金属活动性顺序为( )
A.X>Z>Y B.Y>X>Z
C.X>Y>Z D.Y>Z>X
D
·化学
3.(RJ九下P26新增习题改编)(1)向硫酸铜溶液中加入铁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中加入盐酸,有气泡冒出,则滤液中的溶质是 。(填化学式)
(2)钛与盐酸反应的化学方程式为2Ti+6HCl===2X+3H2↑,则X的化学式为 。
若把钛放入硝酸银溶液中, (填“有”或“没有”)单质银析出。
有
TiCl3
FeSO4
·化学
(3)我国早在西汉时期,就有“曾青得铁则化为铜”的记述,意思是可溶性铜的化合物与铁发生反应,得到单质铜,其中曾青就是硫酸铜溶液,用化学方程式表示其反应:
。
CuSO4+Fe===Cu+FeSO4
·化学
重点实验 金属活动性顺序的探究( )
1.实验设计与步骤
(1)比较两种金属的活动性顺序
实验思路 金属与盐酸反应 金属与金属化合物溶液反应
实验方案
·化学
实验思路 金属与盐酸反应 金属与金属化合物溶液反应
实验现象 铁丝表面有 产生,溶液由无色变为 色,铜丝表面无明显现象 铁丝表面附着一层 ,溶液由 色变为_________ 色
实验结论 金属活动性顺序: _
浅绿
蓝
红色固体
铁>铜
浅绿
气泡
·化学
(2)比较三种金属的活动性顺序
实验思路 两金夹一液 两液夹一金
实验方案
·化学
实验思路 两金夹一液 两液夹一金
实验现象 铁丝表面附着一层 ,溶液由 色变为 色,银丝表面无明显现象 Fe(NO3)2溶液中无明显现象,AgNO3溶液中铜丝表面附着一层银白色固体,溶液由 色变为 色
实验结论 金属活动性顺序: _
蓝
无
铁>铜>银
浅绿
蓝
红色固体
·化学
2.注意事项
(1)实验前,需先将金属进行打磨,目的是除去金属表面的氧化膜和污物。
(2)做金属与酸反应的实验时,一般用稀盐酸或稀硫酸,不可用硝酸和浓硫酸;同时要注意控制变量 ,必须选择形状、大小、状态相同的金属,以及浓度相同的同一种酸。
·化学
(3)实验所用的盐必须可溶(金属与盐的置换反应必须在溶液中进行)。
(4)并不是所有排在前面的金属,都能把排在后面的金属从其化合物溶液中置换出来,如钾、钙、钠,会先与盐溶液中的水发生剧烈反应。
·化学
1.[数字化实验]高铁轨道、车厢、附属设施使用大量的铁合金和铝合金。小组同学探究合金中金属的化学性质。
【实验一】在分别装有质量相等和外形相同的Cu、Fe、Al和Mg的四只烧杯中,加入相同质量的溶质质量分数为7.3%的盐酸,如图1所示。
·化学
(1)证明金属活动性Fe>Cu的实验现象是
,反应的化学方程式为 。
(2)在丙、丁烧杯中,使用温度传感器,测得反应过程中温度的变化曲线如图2所示,据图分析可知,金属活动性Mg>Al,其理由是 。
镁完全反应的时间小于铝完全反应的时间
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
现象,乙烧杯中有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色
甲烧杯中无明显
·化学
【实验二】把一定质量的Al放入刚反应结束的乙烧杯中,观察现象,得出结论:金属活动性Al>Fe。
(3)分析实验一和实验二,下列说法正确的是 。(多选,填序号)
A.由实验一、二可知,金属活动性 Mg>Al>Fe>Cu
B.实验二反应后所得溶液中一定有 AlCl3
C.实验二充分反应后,所得溶液质量一定变小
D.实验一,若丁中固体有剩余,则丙、丁中参加反应的盐酸的质量相等
ABD
·化学
2.某校化学实验室废液桶中收集了溶有大量FeSO4、CuSO4的废液,他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如图实验方案。结合实验方案回答下列问题:
·化学
(1)金属X为 ,加入适量溶液Y的目的是____________
。
(2)理论上所得硫酸亚铁晶体的质量 (填“>”“<”或“=”)原废液中硫酸亚铁的质量。
>
属铜里的金属铁
除去混在金
铁
·化学
重难点❘金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分的分析
【例】(2023青岛)向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,所得滤渣的质量与加入锌粉的质量相等。下列说法不正确的是( )
A.滤液可能呈蓝色
B.滤渣中至少含有两种物质
C.向滤渣中滴加稀盐酸,一定没有气泡产生
D.向滤液中滴加稀盐酸,一定没有白色沉淀生成
C
·化学
【方法技巧】金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分判断的解题步骤:
第一步 排序:将题目中涉及的金属按照金属活动性由强到弱的顺序排列
第二步 一种金属与混合盐溶液反应:①判断金属单质是否能与所有的盐溶液反应;②依据优先反应原则(即远距离先置换)依次写出反应的化学方程式
混合金属与一种盐溶液反应:①判断所有的金属单质是否都能与盐溶液反应;②依据金属活动性最强的金属先与盐溶液反应,依次写出反应的化学方程式
第三步 根据加入金属或盐溶液的量判断发生的反应,逐步分析
·化学
【举一反三1】(2024黑龙江节选)向Cu(NO3)2溶液中加入Mg、Zn、Ag三种金属,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣。一定发生反应的化学方程式为_________________________
。向滤渣中加入一定量的稀盐酸,有气泡产生,滤渣中一定有 (填化学式,下同),滤液中可能含有的溶质是 。
【举一反三2】(2024南充节选)将一定质量的铁粉加入到ZnSO4和CuSO4的混合溶液中,充分反应后过滤,滤液中一定含有的溶质是 (填化学式)。
ZnSO4和FeSO4
Zn(NO3)2
Ag、Cu、Zn
Mg(NO3)2
Mg+Cu(NO3)2===Cu+
·化学
1.(2023青岛)锰(Mn)在钢铁、电池等领域有广泛应用,其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测,不合理的是( )
A.能在氧气中燃烧 B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能与稀盐酸反应 D.能与硫酸铜溶液反应
金属与酸、盐溶液的反应
B
考点
1
·化学
2.(2024威海节选)《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜,外化而内不化”,“曾青”即硫酸铜溶液,该炼铜反应的原理是 (用化学方程式表示),反应中有效作用的微粒为 (用符号表示)。“外化而内不化”的原因是____________________________
。
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
在铁的表面,阻止内部的铁继续反应
铁和硫酸铜反应生成的铜覆盖
Fe、Cu2+
·化学
(1)(2024)用铁板和硫酸铜溶液制作金属蚀刻画,是因为铁和硫酸铜溶液能发生置换反应。( )
3.(广东真题组合)判断下列说法的正误,对的打“√”,错的打“✕”。
√
金属的活动性顺序
考点
2
(2)(2023)如图装置可探究Fe、Cu、Ag的金属活
动性强弱。( )
✕
·化学
(3)(2021)去除铁粉中的碳粉:在足量的氧气中灼烧。( )
(4)(2018)除去CuO中的Cu:加足量稀盐酸,充分搅拌后再过滤。( )
✕
✕
·化学
4.(2024长沙改编)通过实验可以验证物质的性质。下列试剂中,不能验证铁、铜的金属活动性顺序的是( )
A.稀硫酸 B.硫酸锡溶液
C.硫酸铜溶液 D.澄清石灰水
D
·化学
5.(2024临夏)如图为探究镍(Ni)、锌、铜的金属活动性顺序,发现A试管中镍丝表面无现象,B试管中镍丝表面出现红色物质,则三种金属活动性由强到弱的顺序是( )
A.Ni、Zn、Cu
B.Zn、Cu、Ni
C.Zn、Ni、Cu
D.Cu、Ni、Zn
C
·化学
(1)铜丝插入AgNO3溶液一段时间后,观察到的两个现象分别
是 , ,发生反应的化学方程式是 。
(2)铝丝表面析出红色固体时,试管内溶液中的溶质一定有
。(填化学式)
Al(NO3)3
Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag
溶液由无色变为蓝色
6.(2024陕西)化学课堂上,老师为同学们演示了如图所示的实验。
铜丝表面有银白色固体析出
·化学
7.(2024陕西)关于铝、铁、银三种金属,下列有关说法正确的是( )
A.三种金属在空气中均易锈蚀
B.用稀硫酸可以区分三种金属
C.用铁、银和硝酸铝溶液可以验证三种金属的活动性顺序
D.三种金属均是生活中常用导线的制作材料
金属的综合考查
B
考点
3
·化学
(1)将铝板表面打磨并贴上保护膜后刻画出图案,再滴加蚀刻液发生反应,蚀刻出一朵红色玫瑰花如图。打磨的目的是
。蚀刻时反应的化学方程式为
。
8.(2024广州一模)古今很多金属制品造型优美、应用广泛。金属蚀刻画是利用化学反应在金属表面形成凹凸图案。
除去表面的氧化物
2Al+3CuSO4===+3Cu
·化学
(2)工业上,金属镍(Ni)蚀刻可用于生产半导体器件。已知金属活动性:Zn>Ni>Pb,据此判断下列能蚀刻镍单质的有
(多选,填标号)。
A.稀盐酸 B.NaOH溶液
C.MgCl2溶液 D.AgNO3溶液
AD
·化学
9.金属、金属材料的使用推动了人类社会发展。
(1)甲同学观察并描述铁、铝、铜的颜色,其中纯铜呈
色。并采用相互刻画的方法比较纯铜片和黄铜片的硬度,观察到纯铜片表面有明显划痕,说明黄铜的硬度比纯铜 (填“大”或“小”)。
(2)乙同学查阅资料后得知金属铝的化学性质比铁活泼,但在空气中铝比铁更耐腐蚀,原因是 (用化学方程式表示)。
4Al+3O2===2Al2O3
大
红
·化学
(3)丙同学通过实验1验证铝、铜、银的金属活动性,A、B两试管中均观察到明显现象,说明铝、铜、银的金属活动性由强到弱的顺序为 。
(4)丁同学通过实验2探究金属与酸的反应,镁与盐酸反应的化学方程式为 ,实验过程中观察到铜片表面无明显现象。一段时间后,锌片、镁片表面产生气泡的速率逐渐减慢,其原因是 。
随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
铝>铜>银
·化学
10.(2024湖北)《宋会要辑稿》记载:“浸铜之法,先取生铁打成薄片,……浸渍数日,铁片为胆水(硫酸铜溶液)所薄,上生赤煤,取出刮洗……入炉烹炼……方成铜。”下列理解错误的是( )
A.“打成薄片”增大了反应的接触面积
B.“铁片为胆水所薄”发生了置换反应
C.“上生赤煤”指铁片上生成了红色的煤 D.“浸铜之法”可知铁的金属活动性比铜强
C
·化学
11.(RJ九下P25新增习题改编)某同学绘制了含铁元素的部分物质转化关系图(图中“→”表示一种物质可以转化为另一种物质,部分反应物、生成物及反应条件已略去),下列说法正确的是( )
A.铁丝能在空气中剧烈燃烧实现转化①
B.转化②可通过Fe3O4与CO发生置换反应实现
C.氧气和水同时存在是实现转化③的主要条件
D.通过Fe与ZnSO4溶液反应可实现转化④
C
·化学
12.[数字化实验]小明将未经砂纸打磨的铝条放入盛有稀盐酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内压强和反应时间的变化曲线如图所示,下列分析正确的是( )
A.AB段发生的反应是2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
B.铝与稀盐酸反应是放热反应
C.氢气的质量:C点>D点
D.D点表示化学反应刚好停止
B
·化学
(1)“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的
(填“强”或“弱”)。
(2)“过滤”后滤液的主要成分是 (写化学式)。
FeSO4
图1
强
13.(2022广东)铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图1所示。(相对原子质量:Fe-56,Cu-64)
·化学
(3)若用该工艺制备了1 000 g铁铜双金属粉末产品,其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量(写出计算过程)。
解:设需要铁的质量是x。
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
56 64
x 1 000 g×19.2%
x=168 g
答:需要铁的质量为168 g。
图2
·化学
图2
(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行,产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图2所示。若(3)中产品是在500 ℃时干燥还原后得到的,则其中最多含Fe元素 g(产品中只含三种元素)。
804
·化学
14.[项目式学习](2024常州)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务一:成分初探
(1)完成下表内容。
实验步骤 实验现象 结论与解释
①取样,用磁铁吸引 样品中有黑色固体能被吸引 脱氧剂中含有铁单质。发生反应的化学方程式:
②Fe+2HCl===H2↑+FeCl2
③___________________
_____________________
②取被磁铁吸出的固体于试管中,加入适量稀盐酸 固体逐渐减少, ,溶液变成浅绿色
③取被磁铁吸出的固体于试管中,加入
溶液 固体表面出现红色固体
FeSO4
Fe+CuSO4===Cu+
有气泡产生
硫酸铜
·化学
图1
任务二:效果检验
(2)同学们利用一个软塑料瓶设计如图1所示实验,观察到的现象是 ,完成了脱氧效果的检验。这是从 (填“反应物消失”或“新物质生成”)的视角,验证了该反应的发生。
反应物消失
软塑料瓶变瘪
·化学
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗 能防止食物腐败。
氧气
·化学
任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
图2
资料卡:i.硅藻土不溶于水和酸。
ii.FeCl3溶液与Fe、Zn均能反应生成FeCl2。
·化学
(4)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为_____________
。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是_______
_________________________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
。
的
铁吸引出来的铁直接在溶液中参与这些反应,效果是一样
系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,让磁
①用磁铁吸引出来的铁在步骤④中又要加入溶液中,经过一
步骤
6HCl===2FeCl3+3H2O
Fe2O3+
·化学
$$