第九单元 金属（知识清单）化学新教材鲁教版九年级下册

第九单元 金属 01 思维导图 02 考点速记 第一节 常见的金属材料 一、金属的物理性质 1.共性：常温下，大多数金属是固体，有金属光泽，具有优良的导电性、导热性和延展性，密度较大，熔点较高。 2.特性：大多数金属呈银白色，但铜呈红色，金呈黄色；常温下，大多数金属是固体，但汞却是液体。 3.不同的金属具有各自的特性和特定的用途。例如，金的展性好，可以压成薄片，常用于制作饰品等钨的熔点高，被用来制造灯泡中的灯丝；铜的导电性优良，被广泛用于电子制造业(例如印刷电路板)；金属铬的硬度大，耐腐蚀性强，多用于制作特殊钢材。 4.金属的分类： 冶金工业上：分为黑色金属(包括铁、铬、锰)和有色金属(铁、铬、锰以外的金属)两大类。 按照密度分类：密度小于4.5g/cm的叫作轻金属(钠、钙、镁、铝等)；密度大于 4.5 g/cm’的叫作重金属(汞、铜、镉铅等了。 此外，还可以将金属分为常见金属(铁、铝等)和稀有金属(锆、铌、钼等)。 二、合金的特性 1.合金：在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，可制得具有金属特征的合金。 【注意】（1）合金是混合物。四氧化三铁不是合金，因为它是化合物。 （2）合金中一定有金属，各种元素以单质形式存在；也可以有非金属。 （3）合金具有金属的共性。 （4）制成合金的金属熔点应该接近，熔点相差太大的金属不容易形成合金。 2.合金的特点 （1）合金比组成它的纯金属的硬度大 比较硬度大小的方法：互相刻划 例：将黄铜片和纯铜片互相刻划，纯铜片上留有划痕，说明黄铜的硬度比纯铁的硬度大 （2）合金比组成它的纯金属的熔点低 锡合金 焊锡 熔点183℃，用于焊接金属 伍德合金 熔点70℃，做保险丝 比较熔点高低方法。同时加热合金及其组分金属，合金先熔化。 （3）合金比组成它的纯金属的导电性、导热性较弱。 3.常见的几种合金 （1）铁合金：生铁和钢，二者区别是含碳量不同。生铁含碳量2%~4.3%，钢含碳量0.03%~2%。 主要性能 用途 不锈钢 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜 锰钢 硬度大，韧性好 钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲等 （2）铜合金 黄铜 铜锌合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀；做零件、仪表 青铜 铜锡合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀；做零件 白铜 钱币 （3）铝合金 铝合金密度小，抗腐蚀性强。硬铝是常见的铝合金，强度和硬度都很大，常用于制造火箭、飞机和轮船。 （4）钛合金 人们利用熔合的方法，控制合金的组成比例和形成条件，就可以制得具有特殊性能、符合特定需求的各种合金。如钛镍合金具有形状记忆功能，用于制作人造卫星的天线；钛钼镍合金抗腐蚀性强，在航海及海洋资源开发领域应用广泛。 优良性能 熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好 三、金属矿物 1．金属资源存在形式 存在 地壳和海洋中 存在形式 单质(少数很不活泼的金属，如金、银等) 化合物(金、银等以外的金属) 2.地壳中金属元素的含量 3．铜的冶炼及常见的铜矿石 铜是人类最早使用的金属之一。人们主要是通过用焦炭焙烧含有铜元素的矿石获得金属铜。 铜矿石 黄铜矿 孔雀石 辉铜矿 主要成分 CuFeS2 Cu2（OH）2CO3] Cu2S 4．还原反应 焙烧孔雀石时，其主要成分碱式碳酸铜受热会分解，生成氧化铜等产物。氧化铜能与木炭反应，生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为2CuO + C2Cu +CO2↑。在这个反应中，氧化铜中的氧被碳夺去，铜被还原出来。像这样，含氧化合物中的氧被夺去的反应属于还原反应。 5.当今社会，在众多的金属材料中，铁、铝及其合金一直在人类生产生活中占据着主导地位，钢铁工业的发展状况是世界各国工业化水平的重要标志。 四、铁的冶炼 1．一氧化碳还原氧化铁 【实验装置】 【实验步骤】 ①检查装置气密性； ②装入药品并固定； ③点燃酒精灯； ④向玻璃管中通入CO； ⑤点燃酒精喷灯； ⑥反应完成后熄灭酒精喷灯； ⑦试管冷却后停止通入CO； ⑧熄灭酒精灯。 【实验现象】 ①红色粉末逐渐变黑； ②澄清石灰水变浑浊； ③尾气燃烧并产生蓝色火焰。 【化学方程式】 ①酒精喷灯处：3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 ②试管中：CO2+Ca(OH)2 === CaCO3↓+H2O ③酒精灯处：2CO+O22CO2 【注意事项】 ①先通CO：排出装置内的空气，以免加热时发生爆炸。 ②实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却：防止铁粉在较高温度下被氧化。 ③尾气处理：因为CO有毒，所以尾气中的CO气体要进行点燃处理或收集，防止污染空气。 【记忆口诀】 一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退；前者颠倒会爆炸，后者颠倒会氧化。 2.工业炼铁 【原料】 铁矿石、焦炭、石灰石、空气等 【反应原理】 在高温的条件下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来 【主要设备】 【产品】生铁（混合物）。 【化学方程式】 以赤铁矿为原料，主要反应为：3CO+2Fe2O32Fe+3CO2 以磁铁矿为原料，主要反应为：4CO+Fe3O43Fe+4CO2 焦炭的作用：①提供热量：C+O2CO2 ②提供还原剂：C+CO2 2CO 炼铁过程中石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。 第二节 金属的化学性质 一、金属与氧气的反应 1． 反应条件 金属 现象 化学方程式 常温下就能反应 镁 打磨过的镁条在空气中表面逐渐变暗；在空气中点燃，发出耀眼白光，放出大量的热，生成白色固体 点燃时 2Mg+O2 2MgO 铝 打磨过的铝，在空气中表面会变暗生成一层致密的氧化膜 常温下 4Al+3O2 =2Al2O3 点燃或加热时反应 铁 常温下在干燥的空气中，铁很难与氧气反应，点燃后在氧气中能剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热 在氧气中点燃 3Fe+2O2 Fe3O4 铜 常温下在干燥的空气中很难反应，在空气中加热，表面会生成黑色固体 在空气中加热 2Cu+O22CuO 高温不反应 金 在空气中加热不变色 不反应 由上表可得出：大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同，由此也可以在一定意义上反映金属的活泼程度。 2．铝的抗腐蚀性能 铝在常温下与空气中的氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。 二、金属与酸的反应 金属与稀盐酸和稀硫酸反应的现象和化学方程式如下表： 金属 现象 化学方程式 稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸 镁 剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 2HCl + Mg === MgCl2 + H2↑ H2SO4+Mg === MgSO4 + H2↑ 铝 打磨过的铝放入酸中，剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 6HCl +2Al===2AlCl3 + 3H2↑ 3H2SO4 + 2Al === 3H2↑+Al2(SO4)3 锌 反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 2HCl + Zn === ZnCl2 + H2↑ H2SO4 + Zn === ZnSO4 + H2↑ 铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 2HCl + Fe === FeCl2 + H2↑ H2SO4 + Fe === FeSO4 + H2↑ 铜 无明显现象 不反应 三、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，置换反应是化学反应的基本类型之一。 2. 特征 反应物和生成物都是一种单质和一种化合物。 3. 通式 A+BC === B+AC 四、金属与盐溶液的反应 通过下面的实验，探究金属能否与其它金属化合物的溶液发生反应： 实验操作 现象 化学方程式 质量变化 活动性比较 铁钉浸入硫酸铜溶液中 浸入溶液中铁钉表面覆盖一层紫红色的固体，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe + CuSO4 ==== Cu + FeSO4 金属质量增加，溶液质量减小 Fe＞Cu 将打磨过的（为了除去氧化膜）铝丝浸入硫酸铜溶液中 溶液中的铝丝表面，覆盖一层紫红色的固体，溶液由蓝色逐渐变为无色 2Al + 3CuSO4 ==== Al2(SO4)3 + 3Cu 金属质量增加，溶液质量减小 Al＞Cu 铜丝浸入硝酸银溶液中 浸入溶液中的铜丝表面，覆盖一层黑色固体，溶液由无色逐渐变为蓝色 Cu + 2AgNO3 ==== Cu(NO3)2 + 2Ag 金属质量增加，溶液质量减小 Cu＞Ag 铁丝浸入硫酸铝溶液中 无任何现象产生 Al＞Fe 由上表可得出：以上4种金属的活动性由强到弱顺序为：Al＞Fe＞Cu＞Ag 五、金属的活动性顺序 1．常见金属活动性顺序 2．金属活动性顺序的应用 （1）金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 （2）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢元素（不可用浓硫酸、硝酸）。 （3）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（K、Ca、Na除外）。 3．验证金属活动性 （1）选择活动性最强的和最弱的金属的单质，与活动性居中的金属的盐溶液进行实验。例如检验铝，铁，锌三种金属活动性顺序，可用单质铝，单质铁和硫酸锌溶液进行实验。 （2）选择活动性最强的和最弱的金属的盐溶液，与活动性居中的金属的单质进行实验。例如：检验铝，铁，锌三种金属活动性顺序，可使用硫酸铝、硫酸铁溶液和单质锌进行实验。 第三节 金属材料的锈蚀与防护 一、导致钢铁锈蚀的因素 1.活动探究：影响钢铁锈蚀的因素 [提出问题] 观察生活中钢铁制品的锈蚀情况和使用环境，你发现了什么?你认为哪些因素可能导致钢铁的锈蚀? [猜想与假设] 铁在氧气、水同时存在的情况下生锈。 [实验方案] ①将洁净的铁钉放在干燥的试管中，用橡皮塞密封试管口。 ②将洁净的铁钉全部浸没在盛满煮沸过的蒸馏水的试管中，用橡皮塞密封试管口。 ③将洁净铁钉的一半浸入试管中的蒸馏水里，将试管敞口放置。 ④将洁净铁钉的一半浸入试管中的食盐水里，将试管敞口放置。 ⑤将用食醋浸湿的铁钉放在干燥的试管中，将试管敞口放置。 放置4天后 [实验现象与形成结论] 实验 实验A 实验B 实验C 实验D 实验E 条件 有氧气无水 有水无氧气 有水有氧气 有水有氧气有食盐 有水有氧气有醋酸 现象 铁钉未锈蚀 铁钉未锈蚀 铁钉锈蚀 铁钉严重锈蚀 铁钉严重锈蚀 结论 水、氧气同时作用使铁钉生锈 食盐会加快铁钉生锈速度 醋酸会加快铁钉生锈速度 得出结论：钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。环境的湿度、酸碱性等都是影响钢铁锈蚀的因素。铁锈：暗红色混合物，主要成分是三氧化二铁（Fe2O3），疏松多孔。 [反思交流] （1）小明为什么这样设计实验?在每个实验中他要探究的是哪种影响因素? （2）还有哪些因素也可能造成钢铁的锈蚀?查阅相关资料并自己设计实验证实。 2.钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。钢铁的成分以及环境的温度、湿度、酸碱性等都是影响钢铁锈蚀的因素。钢铁锈蚀后会生成铁锈(主要成分是氧化铁Fe2O3)。铁锈疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面进一步加速锈蚀。因此，当钢铁制品表面生锈时，应及时除锈并做防锈处理。 二、减缓钢铁锈蚀的方法 1.防锈的原理： 破坏生锈条件：使铁与氧气和水隔绝。 2.防止铁制品生锈的具体方法： ①“讲卫生”——保持铁制品表面洁净和干燥。 ②“穿外衣”——在铁制品表面覆盖一层保护膜，如喷漆、涂油、搪瓷、电镀、烤蓝等。 ③“强体质”——改变金属的组成与结构，制成耐腐蚀的合金，如制成不锈钢等。 【图解要点】金属防锈方法 喷漆 涂油 搪瓷 电镀 烤蓝 制成不锈钢 三、废旧金属的回收利用 1.回收利用废旧金属的意义： （1）可减少重金属对水体和土壤的污染； （2）可节约金属资源； （3）可节约能源。 2.保护金属资源的有效途径 （1）防止金属腐蚀； （2）回收利用废旧金属； （3）有计划、合理地开采矿物； （4）寻找金属的代用品。 03 素养提升 一、对合金的理解 合金 在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，制得的具有金属特征的混合物 优良性能 一般比其组分金属硬度大 一般比其组分金属熔点低 一般比其组分金属抗腐蚀性强 理解 ①合金都是混合物，其中至少含有一种金属单质，合金可由金属与金属熔合而成，也可以由金属与非金属熔合而成。 ②形成合金的熔合过程中不生成新物质，发生物理变化，组成合金的各成分保持着它们各自的化学性质。 ③金属氧化物（如Fe2O3）不是合金，因为它们既不是混合物，也没有金属特征（导电性等）。 二、常见金属的物理性质和化学性质探究 ①金属的物理性质 要点梳理 （1）图1实验中，将黄铜片和铜片、硬铝片和铝片相互刻画，观察到的现象是铜片和铝片上有明显划痕,该实验最终得到的结论是合金的硬度比纯金属大。 （2）图2实验中，闭合开关，灯泡发光，说明铜具有导电性。 （3）图3实验中，可将铜块压成片状，说明铜具有延展性。 （4）图4实验中，加热铜片一端1~2秒后，停止加热，立即用手触摸铜片另一端，有热感，说明铜具有导热性。 ②金属的化学性质 实验操作和现象 （1）图1实验，加热铜片，观察到的现象是铜片表面变黑,反应的化学方程式为2Cu+O2 2CuO （2）图2实验，向装有少量铁片、铝片、铜片的试管中分别加入5mL稀盐酸： ①试管A中发生反应的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。 ②试管B中，刚开始未观察到气泡，其原因是铝片表面有一层致密的氧化铝薄膜，稀盐酸先和Al2O3反应。 ③试管C中无明显现象，分析其原因是铜的活动性位于氢后面，不能与稀盐酸反应。 （3）图3实验，两支试管中能发生反应的是试管②(填“①”或“②”),反应的化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,反应能发生的原因是铜的金属活动性比银强。 实验结论 （4）通过上述实验可知，金属的化学性质有能与氧气反应、活泼金属能与酸反应、活泼金属能把排在其后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。 三、金属与酸反应的图像分析 1.横坐标为不同物理量时的图像分析（以锌、铁两种金属与盐酸反应为例） 横坐标表示反应时间 ①等质量的金属分别和足量的同体积、同浓度的酸反应，金属被消耗完时，化合价相同的元素，相对原子质量越小的，产生的氢气越多，曲线的拐点越高，金属越活泼曲线越陡; ②若酸少量，最终生成氢气的质量相等 横坐标表示金属质量 等质量的金属分别和少量同体积、同浓度的酸反应时，化合价相同的元素，相对原子质量越小的，生成的氢气越多，曲线越陡;金属过量时，酸完全反应，生成的氢气质量相等，曲线拐点相平 横坐标表示酸的质量 向等质量的不同金属中分别加浓度相同的盐酸至过量，金属反应完之前，消耗盐酸的质量相等，产生氢气的质量也就相等，曲线重合;酸过量时，化合价相同的元素，相对原子质量小的金属产生的氢气多，曲线拐点在上方 2.解题方法 （1）可以通过单位时间内产生氢气的多少来比较金属活动性强弱，单位时间内产生氢气多即反应速率快，则该金属活动性强（即金属越活泼曲线越陡）。 （2）一定质量的金属与足量的酸反应产生氢气的质量公式：m(H2)＝。如果两种金属元素在化合物中的化合价相同，可以根据产生氢气的多少判断金属的相对原子质量的大小，相对原子质量越大的得到的氢气越少，相对原子质量越小的得到的氢气越多，曲线的拐点越高。 四、金属活动性顺序的应用 类型1 金属活动性顺序的判断 分析：注意金属与酸反应时作对比实验要控制变量（如酸种类、浓度、体积；金属的形状、接触面积；温度等） 例1 有甲、乙、丙、丁四种颗粒大小相同的金属，分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，乙、丙表面有气泡产生，且丙产生气泡较快；再将甲投入含丁化合物的溶液中，甲的表面有丁析出，则这四种金属活动性顺序为( ) A．甲>乙>丙>丁 B．丙>乙>甲>丁 C．丙>乙>丁>甲 D．丁>甲>乙>丙 例2 有X、Y、Z三种金属，把X、Z分别投入稀硫酸中，只有Z表面产生气泡，把X投入Y的盐溶液中， X表面有Y析出。下列判断错误的是（ ） A. 金属活动性顺序是：Z﹥X﹥Y B. X、Y、Z可能依次是：Fe、Cu、Ag C. Y投入Z的盐溶液中，无Z析出 D. X、Y、Z可能依次是：Cu、Hg、Zn 类型2 金属活动性的判断实验设计 （1）两种金属活动性判断 待比较 金属 Zn、Fe Fe、Cu Cu、Ag 活动性比较 Zn>Fe>H Fe>H>Cu H>Cu>Ag 金属+酸 将打磨过的铁和锌分别放 入等质量等浓度的同种酸 比较反应的剧烈程度 将打磨过的铁和铜分别放 入等质量等浓度的同种酸 比较能否反应 均不与酸反应， 不能证明 金属+化合物溶液 方案：前金属+后溶液，能置换 Zn+FeCl2=ZnCl2+Fe 操作：将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中，观察到有银白色金属析出 方案：前金属+后溶液，能置换 Fe+CuCl2=FeCl2+Cu 操作：将打磨过的铁丝放入氯化亚铜溶液中，观察到有紫红色金属析出 方案：前金属+后溶液，能置换 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 操作：将铜丝放入硝酸银溶液中，观察到有银白色金属析出 方案：后金属+前溶液，不置换 Fe+ZnSO4 操作：将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中，无明显现象 方案：后金属+前溶液，不置换 Cu+FeSO4 操作：将铜片放入硫酸亚铁溶液中，无明显现象 方案：后金属+前溶液，不置换 Ag+Cu(NO3)2 操作：将银丝放入硝酸铜溶液中，无明显现象 （2）三种金属活动性判断 待比较金属 Fe、Cu、Ag 活动性：Fe>H>Cu>Ag 方案1: 前金属+后溶液 方案：①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换 药品：打磨过的铁丝、铜丝，硝酸铜溶液、硝酸银溶液（4种） 操作：将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中，铁丝上有红色固体析出；将铜丝放入硝酸银溶液中，铜丝表面出现银白色固体。 方案2: 后金属+前溶液 方案：①证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2 不置换 ②证明Cu<Fe： Cu+Fe(NO3)2 不置换 药品：打磨过的银丝、铜丝，硝酸铜溶液、硝酸亚铁溶液（4种） 操作：将打磨过的银丝放入硝酸铜溶液中，无明显现象；将铜丝放入硝酸亚铁溶液中，无明显现象。 方案3: 两边金属+中间溶液 方案：①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2不置换 药品：打磨过的铁丝、银丝，硝酸铜溶液（3种） 操作：将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中，铁丝上有红色固体析出；将银丝放入硝酸铜溶液中，无明显现象。 方案4: 中间金属+两边溶液 方案：①证明Cu<Fe： Cu+Fe(NO3)2不置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换 药品：打磨过的铜丝，硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液（3种） 操作：将打磨过的铜丝放入硝酸亚铁溶液中，无明显现象；将铜丝放入硝酸银溶液中，铜丝表面出现银白色固体。 例1 为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，两同学进行了如下探究活动。 【猜想和假设】根据所学知识，猜想三种金属在金属活动顺序中的相对位置关系： 猜想一：Cr Al Cu 猜想二：Al Cr Cu 猜想三：___________。 【实验和探究】 （1）小王的实验：取大小相同的铝、铬、铜三种金属片(均用砂纸打磨光亮)进行如下实验： 实验步骤 实验现象 解释与结论 分别取3支试管，向其中加入相同_______、相同浓度的稀硫酸，然后将铝、铬、铜三种金属分别插入三支试管中 铝片表面产生的气泡较快； 铬片表面产生气泡较缓慢，溶液变蓝色；铜片无明显现象 猜想________成立； 铬与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液，该反应的化学方程式为__________________________________ （2）小张的实验：只选用了三种药品进行实验，也得出了三种金属在金属活动顺序中的相对位置关系，则他选用的三种药品可能是 。 （3）由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法是：___________________________________。 类型3 鉴别和除杂 例1 鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金 实验方案 现象 可能涉及的化学方程式 ①用火灼烧 若变黑则为黄铜；若无明显现象为黄金 2Cu+O22CuO ②加入稀盐酸 若产生气泡则为黄铜；若无明显现象为黄金 Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ ③加入硫酸铜溶液 若出现红色固体为黄铜；若无明显现象为黄金 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4 例2 除去金属中杂质金属或金属化合物溶液中的金属化合物 （除杂的要求：不增，不减，易分离，易恢复原状） 混合物 方法 有关化学方程式 Cu(Zn) ①加入足量稀盐酸，过滤、洗涤、干燥 Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ ②加入足量硫酸铜溶液，过滤、洗涤、干燥 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4 FeSO4(CuSO4) 加入足量铁粉，过滤 Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 类型4 滤渣、滤液成分的判断 1.一种金属和一种盐溶液反应后滤渣、滤液成分的判断 例1 金属A的活泼性强于B，将金属A投入金属B的盐溶液中，滤渣滤液成分的情况分析如下： A不足 A恰好反应 A过量 滤渣 B B B、A 滤液 A盐、B盐 A盐 A盐 2.多种金属与一种金属的盐溶液反应 ＊两种金属（活动性强于金属化合物中金属）同时放入某金属化合物溶液中，活动性强的金属单质先反应 例2 Zn和Fe同时放入CuSO4溶液中，活泼性：Zn>Fe>Cu ①Zn和CuSO4先反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu ②Fe和CuSO4后反应：Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 充分反应后，过滤，滤渣和滤液的成分分析如下： CuSO4的量 滤渣 滤液 ①CuSO4少量，Zn有剩，Fe未反应 Cu、Zn、Fe ZnSO4 ②Zn和CuSO4恰好反应，Fe未反应 Cu、Fe ZnSO4 ③Zn反应完，Fe和CuSO4部分反应 Cu、Fe ZnSO4、FeSO4 ④Fe和CuSO4恰好反应 Cu ZnSO4、FeSO4 ⑤Zn、Fe均反应完，CuSO4有剩余 Cu ZnSO4、FeSO4、CuSO4 3.一种金属和多种金属的盐溶液反应 ＊一种金属（活动性强于金属化合物中金属）放入两种金属化合物混合溶液中，活动性弱的金属化合物先反应＊ 例3 一定量的Fe粉投入Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中， 活动性：Fe>Cu>Ag ①Fe和AgNO3先反应，Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag ②Fe和Cu(NO3)2后反应，Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu 充分反应后，过滤，滤渣和滤液的成分分析如下： 加入铁的量 滤渣 滤液 ①AgNO3部分反应，Cu(NO3)2未反应 Ag Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2 ②AgNO3恰好反应完，Cu(NO3)2未反应 Ag Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 ③AgNO3反应完，Cu(NO3)2部分反应 Ag、Cu Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 ④AgNO3反应完、Cu(NO3)2恰好反应完 Ag、Cu Fe(NO3)2 ⑤AgNO3、Cu(NO3)2都反应完，Fe有剩 Ag、Cu、Fe Fe(NO3)2 类型5 金属反应后溶液质量的变化 金属+酸 金属+金属化合物溶液 金属置换出酸中的氢元素生成氢气， 溶液的溶质由酸变为金属化合物，溶液质量一定增加 金属与化合物溶液反应后溶液溶质质量的增减 根据方程式计算 例1 将等质量的锌分别放入足量的下列溶液中，充分反应后溶液质量减少的是（　 ） A.稀硫酸 B.硫酸亚铁溶液 C.硝酸银溶液 D.氯化镁溶液 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第九单元 金属 01 思维导图 02 考点速记 第一节 常见的金属材料 一、金属的物理性质 1.共性：常温下，大多数金属是固体，有金属光泽，具有优良的导电性、导热性和延展性，密度较大，熔点较高。 2.特性：大多数金属呈银白色，但铜呈红色，金呈黄色；常温下，大多数金属是固体，但汞却是液体。 3.不同的金属具有各自的特性和特定的用途。例如，金的展性好，可以压成薄片，常用于制作饰品等钨的熔点高，被用来制造灯泡中的灯丝；铜的导电性优良，被广泛用于电子制造业(例如印刷电路板)；金属铬的硬度大，耐腐蚀性强，多用于制作特殊钢材。 4.金属的分类： 冶金工业上：分为黑色金属(包括铁、铬、锰)和有色金属(铁、铬、锰以外的金属)两大类。 按照密度分类：密度小于4.5g/cm的叫作轻金属(钠、钙、镁、铝等)；密度大于 4.5 g/cm’的叫作重金属(汞、铜、镉铅等了。 此外，还可以将金属分为常见金属(铁、铝等)和稀有金属(锆、铌、钼等)。 二、合金的特性 1.合金：在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，可制得具有金属特征的合金。 【注意】（1）合金是混合物。四氧化三铁不是合金，因为它是化合物。 （2）合金中一定有金属，各种元素以单质形式存在；也可以有非金属。 （3）合金具有金属的共性。 （4）制成合金的金属熔点应该接近，熔点相差太大的金属不容易形成合金。 2.合金的特点 （1）合金比组成它的纯金属的硬度大 比较硬度大小的方法：互相刻划 例：将黄铜片和纯铜片互相刻划，纯铜片上留有划痕，说明黄铜的硬度比纯铁的硬度大 （2）合金比组成它的纯金属的熔点低 锡合金 焊锡 熔点183℃，用于焊接金属 伍德合金 熔点70℃，做保险丝 比较熔点高低方法。同时加热合金及其组分金属，合金先熔化。 （3）合金比组成它的纯金属的导电性、导热性较弱。 3.常见的几种合金 （1）铁合金：生铁和钢，二者区别是含碳量不同。生铁含碳量2%~4.3%，钢含碳量0.03%~2%。 主要性能 用途 不锈钢 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜 锰钢 硬度大，韧性好 钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲等 （2）铜合金 黄铜 铜锌合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀；做零件、仪表 青铜 铜锡合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀；做零件 白铜 钱币 （3）铝合金 铝合金密度小，抗腐蚀性强。硬铝是常见的铝合金，强度和硬度都很大，常用于制造火箭、飞机和轮船。 （4）钛合金 人们利用熔合的方法，控制合金的组成比例和形成条件，就可以制得具有特殊性能、符合特定需求的各种合金。如钛镍合金具有形状记忆功能，用于制作人造卫星的天线；钛钼镍合金抗腐蚀性强，在航海及海洋资源开发领域应用广泛。 优良性能 熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好 三、金属矿物 1．金属资源存在形式 存在 地壳和海洋中 存在形式 单质(少数很不活泼的金属，如金、银等) 化合物(金、银等以外的金属) 2.地壳中金属元素的含量 3．铜的冶炼及常见的铜矿石 铜是人类最早使用的金属之一。人们主要是通过用焦炭焙烧含有铜元素的矿石获得金属铜。 铜矿石 黄铜矿 孔雀石 辉铜矿 主要成分 CuFeS2 Cu2（OH）2CO3] Cu2S 4．还原反应 焙烧孔雀石时，其主要成分碱式碳酸铜受热会分解，生成氧化铜等产物。氧化铜能与木炭反应，生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为2CuO + C2Cu +CO2↑。在这个反应中，氧化铜中的氧被碳夺去，铜被还原出来。像这样，含氧化合物中的氧被夺去的反应属于还原反应。 5.当今社会，在众多的金属材料中，铁、铝及其合金一直在人类生产生活中占据着主导地位，钢铁工业的发展状况是世界各国工业化水平的重要标志。 四、铁的冶炼 1．一氧化碳还原氧化铁 【实验装置】 【实验步骤】 ①检查装置气密性； ②装入药品并固定； ③点燃酒精灯； ④向玻璃管中通入CO； ⑤点燃酒精喷灯； ⑥反应完成后熄灭酒精喷灯； ⑦试管冷却后停止通入CO； ⑧熄灭酒精灯。 【实验现象】 ①红色粉末逐渐变黑； ②澄清石灰水变浑浊； ③尾气燃烧并产生蓝色火焰。 【化学方程式】 ①酒精喷灯处：3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 ②试管中：CO2+Ca(OH)2 === CaCO3↓+H2O ③酒精灯处：2CO+O22CO2 【注意事项】 ①先通CO：排出装置内的空气，以免加热时发生爆炸。 ②实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却：防止铁粉在较高温度下被氧化。 ③尾气处理：因为CO有毒，所以尾气中的CO气体要进行点燃处理或收集，防止污染空气。 【记忆口诀】 一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退；前者颠倒会爆炸，后者颠倒会氧化。 2.工业炼铁 【原料】 铁矿石、焦炭、石灰石、空气等 【反应原理】 在高温的条件下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来 【主要设备】 【产品】生铁（混合物）。 【化学方程式】 以赤铁矿为原料，主要反应为：3CO+2Fe2O32Fe+3CO2 以磁铁矿为原料，主要反应为：4CO+Fe3O43Fe+4CO2 焦炭的作用：①提供热量：C+O2CO2 ②提供还原剂：C+CO2 2CO 炼铁过程中石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。 第二节 金属的化学性质 一、金属与氧气的反应 1． 反应条件 金属 现象 化学方程式 常温下就能反应 镁 打磨过的镁条在空气中表面逐渐变暗；在空气中点燃，发出耀眼白光，放出大量的热，生成白色固体 点燃时 2Mg+O2 2MgO 铝 打磨过的铝，在空气中表面会变暗生成一层致密的氧化膜 常温下 4Al+3O2 =2Al2O3 点燃或加热时反应 铁 常温下在干燥的空气中，铁很难与氧气反应，点燃后在氧气中能剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热 在氧气中点燃 3Fe+2O2 Fe3O4 铜 常温下在干燥的空气中很难反应，在空气中加热，表面会生成黑色固体 在空气中加热 2Cu+O22CuO 高温不反应 金 在空气中加热不变色 不反应 由上表可得出：大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同，由此也可以在一定意义上反映金属的活泼程度。 2．铝的抗腐蚀性能 铝在常温下与空气中的氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。 二、金属与酸的反应 金属与稀盐酸和稀硫酸反应的现象和化学方程式如下表： 金属 现象 化学方程式 稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸 镁 剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 2HCl + Mg === MgCl2 + H2↑ H2SO4+Mg === MgSO4 + H2↑ 铝 打磨过的铝放入酸中，剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 6HCl +2Al===2AlCl3 + 3H2↑ 3H2SO4 + 2Al === 3H2↑+Al2(SO4)3 锌 反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 2HCl + Zn === ZnCl2 + H2↑ H2SO4 + Zn === ZnSO4 + H2↑ 铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 2HCl + Fe === FeCl2 + H2↑ H2SO4 + Fe === FeSO4 + H2↑ 铜 无明显现象 不反应 三、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，置换反应是化学反应的基本类型之一。 2. 特征 反应物和生成物都是一种单质和一种化合物。 3. 通式 A+BC === B+AC 四、金属与盐溶液的反应 通过下面的实验，探究金属能否与其它金属化合物的溶液发生反应： 实验操作 现象 化学方程式 质量变化 活动性比较 铁钉浸入硫酸铜溶液中 浸入溶液中铁钉表面覆盖一层紫红色的固体，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe + CuSO4 ==== Cu + FeSO4 金属质量增加，溶液质量减小 Fe＞Cu 将打磨过的（为了除去氧化膜）铝丝浸入硫酸铜溶液中 溶液中的铝丝表面，覆盖一层紫红色的固体，溶液由蓝色逐渐变为无色 2Al + 3CuSO4 ==== Al2(SO4)3 + 3Cu 金属质量增加，溶液质量减小 Al＞Cu 铜丝浸入硝酸银溶液中 浸入溶液中的铜丝表面，覆盖一层黑色固体，溶液由无色逐渐变为蓝色 Cu + 2AgNO3 ==== Cu(NO3)2 + 2Ag 金属质量增加，溶液质量减小 Cu＞Ag 铁丝浸入硫酸铝溶液中 无任何现象产生 Al＞Fe 由上表可得出：以上4种金属的活动性由强到弱顺序为：Al＞Fe＞Cu＞Ag 五、金属的活动性顺序 1．常见金属活动性顺序 2．金属活动性顺序的应用 （1）金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 （2）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢元素（不可用浓硫酸、硝酸）。 （3）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（K、Ca、Na除外）。 3．验证金属活动性 （1）选择活动性最强的和最弱的金属的单质，与活动性居中的金属的盐溶液进行实验。例如检验铝，铁，锌三种金属活动性顺序，可用单质铝，单质铁和硫酸锌溶液进行实验。 （2）选择活动性最强的和最弱的金属的盐溶液，与活动性居中的金属的单质进行实验。例如：检验铝，铁，锌三种金属活动性顺序，可使用硫酸铝、硫酸铁溶液和单质锌进行实验。 第三节 金属材料的锈蚀与防护 一、导致钢铁锈蚀的因素 1.活动探究：影响钢铁锈蚀的因素 [提出问题] 观察生活中钢铁制品的锈蚀情况和使用环境，你发现了什么?你认为哪些因素可能导致钢铁的锈蚀? [猜想与假设] 铁在氧气、水同时存在的情况下生锈。 [实验方案] ①将洁净的铁钉放在干燥的试管中，用橡皮塞密封试管口。 ②将洁净的铁钉全部浸没在盛满煮沸过的蒸馏水的试管中，用橡皮塞密封试管口。 ③将洁净铁钉的一半浸入试管中的蒸馏水里，将试管敞口放置。 ④将洁净铁钉的一半浸入试管中的食盐水里，将试管敞口放置。 ⑤将用食醋浸湿的铁钉放在干燥的试管中，将试管敞口放置。 放置4天后 [实验现象与形成结论] 实验 实验A 实验B 实验C 实验D 实验E 条件 有氧气无水 有水无氧气 有水有氧气 有水有氧气有食盐 有水有氧气有醋酸 现象 铁钉未锈蚀 铁钉未锈蚀 铁钉锈蚀 铁钉严重锈蚀 铁钉严重锈蚀 结论 水、氧气同时作用使铁钉生锈 食盐会加快铁钉生锈速度 醋酸会加快铁钉生锈速度 得出结论：钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。环境的湿度、酸碱性等都是影响钢铁锈蚀的因素。铁锈：暗红色混合物，主要成分是三氧化二铁（Fe2O3），疏松多孔。 [反思交流] （1）小明为什么这样设计实验?在每个实验中他要探究的是哪种影响因素? （2）还有哪些因素也可能造成钢铁的锈蚀?查阅相关资料并自己设计实验证实。 2.钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。钢铁的成分以及环境的温度、湿度、酸碱性等都是影响钢铁锈蚀的因素。钢铁锈蚀后会生成铁锈(主要成分是氧化铁Fe2O3)。铁锈疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面进一步加速锈蚀。因此，当钢铁制品表面生锈时，应及时除锈并做防锈处理。 二、减缓钢铁锈蚀的方法 1.防锈的原理： 破坏生锈条件：使铁与氧气和水隔绝。 2.防止铁制品生锈的具体方法： ①“讲卫生”——保持铁制品表面洁净和干燥。 ②“穿外衣”——在铁制品表面覆盖一层保护膜，如喷漆、涂油、搪瓷、电镀、烤蓝等。 ③“强体质”——改变金属的组成与结构，制成耐腐蚀的合金，如制成不锈钢等。 【图解要点】金属防锈方法 喷漆 涂油 搪瓷 电镀 烤蓝 制成不锈钢 三、废旧金属的回收利用 1.回收利用废旧金属的意义： （1）可减少重金属对水体和土壤的污染； （2）可节约金属资源； （3）可节约能源。 2.保护金属资源的有效途径 （1）防止金属腐蚀； （2）回收利用废旧金属； （3）有计划、合理地开采矿物； （4）寻找金属的代用品。 03 素养提升 一、对合金的理解 合金 在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，制得的具有金属特征的混合物 优良性能 一般比其组分金属硬度大 一般比其组分金属熔点低 一般比其组分金属抗腐蚀性强 理解 ①合金都是混合物，其中至少含有一种金属单质，合金可由金属与金属熔合而成，也可以由金属与非金属熔合而成。 ②形成合金的熔合过程中不生成新物质，发生物理变化，组成合金的各成分保持着它们各自的化学性质。 ③金属氧化物（如Fe2O3）不是合金，因为它们既不是混合物，也没有金属特征（导电性等）。 二、常见金属的物理性质和化学性质探究 ①金属的物理性质 要点梳理 （1）图1实验中，将黄铜片和铜片、硬铝片和铝片相互刻画，观察到的现象是铜片和铝片上有明显划痕,该实验最终得到的结论是合金的硬度比纯金属大。 （2）图2实验中，闭合开关，灯泡发光，说明铜具有导电性。 （3）图3实验中，可将铜块压成片状，说明铜具有延展性。 （4）图4实验中，加热铜片一端1~2秒后，停止加热，立即用手触摸铜片另一端，有热感，说明铜具有导热性。 ②金属的化学性质 实验操作和现象 （1）图1实验，加热铜片，观察到的现象是铜片表面变黑,反应的化学方程式为_______________________ （2）图2实验，向装有少量铁片、铝片、铜片的试管中分别加入5mL稀盐酸： ①试管A中发生反应的化学方程式为_______________________。 ②试管B中，刚开始未观察到气泡，其原因是铝片表面有一层致密的氧化铝薄膜，稀盐酸先和Al2O3反应。 ③试管C中无明显现象，分析其原因是铜的活动性位于氢后面，不能与稀盐酸反应。 （3）图3实验，两支试管中能发生反应的是试管②(填“①”或“②”),反应的化学方程式为_______________________,反应能发生的原因是铜的金属活动性比银强。 实验结论 （4）通过上述实验可知，金属的化学性质有能与氧气反应、活泼金属能与酸反应、活泼金属能把排在其后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。 三、金属与酸反应的图像分析 1.横坐标为不同物理量时的图像分析（以锌、铁两种金属与盐酸反应为例） 横坐标表示反应时间 ①等质量的金属分别和足量的同体积、同浓度的酸反应，金属被消耗完时，化合价相同的元素，相对原子质量越小的，产生的氢气越多，曲线的拐点越高，金属越活泼曲线越陡; ②若酸少量，最终生成氢气的质量相等 横坐标表示金属质量 等质量的金属分别和少量同体积、同浓度的酸反应时，化合价相同的元素，相对原子质量越小的，生成的氢气越多，曲线越陡;金属过量时，酸完全反应，生成的氢气质量相等，曲线拐点相平 横坐标表示酸的质量 向等质量的不同金属中分别加浓度相同的盐酸至过量，金属反应完之前，消耗盐酸的质量相等，产生氢气的质量也就相等，曲线重合;酸过量时，化合价相同的元素，相对原子质量小的金属产生的氢气多，曲线拐点在上方 2.解题方法 （1）可以通过单位时间内产生氢气的多少来比较金属活动性强弱，单位时间内产生氢气多即反应速率快，则该金属活动性强（即金属越活泼曲线越陡）。 （2）一定质量的金属与足量的酸反应产生氢气的质量公式：m(H2)＝。如果两种金属元素在化合物中的化合价相同，可以根据产生氢气的多少判断金属的相对原子质量的大小，相对原子质量越大的得到的氢气越少，相对原子质量越小的得到的氢气越多，曲线的拐点越高。 四、金属活动性顺序的应用 类型1 金属活动性顺序的判断 分析：注意金属与酸反应时作对比实验要控制变量（如酸种类、浓度、体积；金属的形状、接触面积；温度等） 例1 有甲、乙、丙、丁四种颗粒大小相同的金属，分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，乙、丙表面有气泡产生，且丙产生气泡较快；再将甲投入含丁化合物的溶液中，甲的表面有丁析出，则这四种金属活动性顺序为( ) A．甲>乙>丙>丁 B．丙>乙>甲>丁 C．丙>乙>丁>甲 D．丁>甲>乙>丙 例2 有X、Y、Z三种金属，把X、Z分别投入稀硫酸中，只有Z表面产生气泡，把X投入Y的盐溶液中， X表面有Y析出。下列判断错误的是（ ） A. 金属活动性顺序是：Z﹥X﹥Y B. X、Y、Z可能依次是：Fe、Cu、Ag C. Y投入Z的盐溶液中，无Z析出 D. X、Y、Z可能依次是：Cu、Hg、Zn 类型2 金属活动性的判断实验设计 （1）两种金属活动性判断 待比较 金属 Zn、Fe Fe、Cu Cu、Ag 活动性比较 Zn>Fe>H Fe>H>Cu H>Cu>Ag 金属+酸 将打磨过的铁和锌分别放 入等质量等浓度的同种酸 比较反应的剧烈程度 将打磨过的铁和铜分别放 入等质量等浓度的同种酸 比较能否反应 均不与酸反应， 不能证明 金属+化合物溶液 方案：前金属+后溶液，能置换 Zn+FeCl2=ZnCl2+Fe 操作：将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中，观察到有银白色金属析出 方案：前金属+后溶液，能置换 Fe+CuCl2=FeCl2+Cu 操作：将打磨过的铁丝放入氯化亚铜溶液中，观察到有紫红色金属析出 方案：前金属+后溶液，能置换 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 操作：将铜丝放入硝酸银溶液中，观察到有银白色金属析出 方案：后金属+前溶液，不置换 Fe+ZnSO4 操作：将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中，无明显现象 方案：后金属+前溶液，不置换 Cu+FeSO4 操作：将铜片放入硫酸亚铁溶液中，无明显现象 方案：后金属+前溶液，不置换 Ag+Cu(NO3)2 操作：将银丝放入硝酸铜溶液中，无明显现象 （2）三种金属活动性判断 待比较金属 Fe、Cu、Ag 活动性：Fe>H>Cu>Ag 方案1: 前金属+后溶液 方案：①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换 药品：打磨过的铁丝、铜丝，硝酸铜溶液、硝酸银溶液（4种） 操作：将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中，铁丝上有红色固体析出；将铜丝放入硝酸银溶液中，铜丝表面出现银白色固体。 方案2: 后金属+前溶液 方案：①证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2 不置换 ②证明Cu<Fe： Cu+Fe(NO3)2 不置换 药品：打磨过的银丝、铜丝，硝酸铜溶液、硝酸亚铁溶液（4种） 操作：将打磨过的银丝放入硝酸铜溶液中，无明显现象；将铜丝放入硝酸亚铁溶液中，无明显现象。 方案3: 两边金属+中间溶液 方案：①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2不置换 药品：打磨过的铁丝、银丝，硝酸铜溶液（3种） 操作：将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中，铁丝上有红色固体析出；将银丝放入硝酸铜溶液中，无明显现象。 方案4: 中间金属+两边溶液 方案：①证明Cu<Fe： Cu+Fe(NO3)2不置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换 药品：打磨过的铜丝，硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液（3种） 操作：将打磨过的铜丝放入硝酸亚铁溶液中，无明显现象；将铜丝放入硝酸银溶液中，铜丝表面出现银白色固体。 例1 为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，两同学进行了如下探究活动。 【猜想和假设】根据所学知识，猜想三种金属在金属活动顺序中的相对位置关系： 猜想一：Cr Al Cu 猜想二：Al Cr Cu 猜想三：___________。 【实验和探究】 （1）小王的实验：取大小相同的铝、铬、铜三种金属片(均用砂纸打磨光亮)进行如下实验： 实验步骤 实验现象 解释与结论 分别取3支试管，向其中加入相同_______、相同浓度的稀硫酸，然后将铝、铬、铜三种金属分别插入三支试管中 铝片表面产生的气泡较快； 铬片表面产生气泡较缓慢，溶液变蓝色；铜片无明显现象 猜想________成立； 铬与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液，该反应的化学方程式为__________________________________ （2）小张的实验：只选用了三种药品进行实验，也得出了三种金属在金属活动顺序中的相对位置关系，则他选用的三种药品可能是 。 （3）由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法是：___________________________________。 类型3 鉴别和除杂 例1 鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金 实验方案 现象 可能涉及的化学方程式 ①用火灼烧 若变黑则为黄铜；若无明显现象为黄金 2Cu+O22CuO ②加入稀盐酸 若产生气泡则为黄铜；若无明显现象为黄金 Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ ③加入硫酸铜溶液 若出现红色固体为黄铜；若无明显现象为黄金 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4 例2 除去金属中杂质金属或金属化合物溶液中的金属化合物 （除杂的要求：不增，不减，易分离，易恢复原状） 混合物 方法 有关化学方程式 Cu(Zn) ①加入足量稀盐酸，过滤、洗涤、干燥 Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ ②加入足量硫酸铜溶液，过滤、洗涤、干燥 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4 FeSO4(CuSO4) 加入足量铁粉，过滤 Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 类型4 滤渣、滤液成分的判断 1.一种金属和一种盐溶液反应后滤渣、滤液成分的判断 例1 金属A的活泼性强于B，将金属A投入金属B的盐溶液中，滤渣滤液成分的情况分析如下： A不足 A恰好反应 A过量 滤渣 B B B、A 滤液 A盐、B盐 A盐 A盐 2.多种金属与一种金属的盐溶液反应 ＊两种金属（活动性强于金属化合物中金属）同时放入某金属化合物溶液中，活动性强的金属单质先反应 例2 Zn和Fe同时放入CuSO4溶液中，活泼性：Zn>Fe>Cu ①Zn和CuSO4先反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu ②Fe和CuSO4后反应：Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 充分反应后，过滤，滤渣和滤液的成分分析如下： CuSO4的量 滤渣 滤液 ①CuSO4少量，Zn有剩，Fe未反应 Cu、Zn、Fe ZnSO4 ②Zn和CuSO4恰好反应，Fe未反应 Cu、Fe ZnSO4 ③Zn反应完，Fe和CuSO4部分反应 Cu、Fe ZnSO4、FeSO4 ④Fe和CuSO4恰好反应 Cu ZnSO4、FeSO4 ⑤Zn、Fe均反应完，CuSO4有剩余 Cu ZnSO4、FeSO4、CuSO4 3.一种金属和多种金属的盐溶液反应 ＊一种金属（活动性强于金属化合物中金属）放入两种金属化合物混合溶液中，活动性弱的金属化合物先反应＊ 例3 一定量的Fe粉投入Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中， 活动性：Fe>Cu>Ag ①Fe和AgNO3先反应，Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag ②Fe和Cu(NO3)2后反应，Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu 充分反应后，过滤，滤渣和滤液的成分分析如下： 加入铁的量 滤渣 滤液 ①AgNO3部分反应，Cu(NO3)2未反应 Ag Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2 ②AgNO3恰好反应完，Cu(NO3)2未反应 Ag Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 ③AgNO3反应完，Cu(NO3)2部分反应 Ag、Cu Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 ④AgNO3反应完、Cu(NO3)2恰好反应完 Ag、Cu Fe(NO3)2 ⑤AgNO3、Cu(NO3)2都反应完，Fe有剩 Ag、Cu、Fe Fe(NO3)2 类型5 金属反应后溶液质量的变化 金属+酸 金属+金属化合物溶液 金属置换出酸中的氢元素生成氢气， 溶液的溶质由酸变为金属化合物，溶液质量一定增加 金属与化合物溶液反应后溶液溶质质量的增减 根据方程式计算 例1 将等质量的锌分别放入足量的下列溶液中，充分反应后溶液质量减少的是（　 ） A.稀硫酸 B.硫酸亚铁溶液 C.硝酸银溶液 D.氯化镁溶液 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$