专题07 常见金属的物理性质和化学性质【实验攻略】备战2026年中考化学教材重点实验清单一遍过

专题07 常见金属的物理性质和化学性质 内容概览 1、 实验梳理 2、 要点归纳 3、 经典例题 一、探究常见金属的物理性质 （一）观察并描述镁条、铝片、铜片、铁片的颜色和光泽。 常见金属 镁条 铝片 铁片 铜片 颜色 银白色 银白色 银白色 紫红色 光泽 金属光泽 金属光泽 金属光泽 金属光泽 结论 金属都有金属光泽，大部分金属呈银白色，铜呈紫红色，铁粉为黑色。 （二）采取相互刻画的方法，比较铜片和铝片、铜片和黄铜片（或白铜片）的硬度。 实验步骤 铜片刻画黄铜片 黄铜片刻画铜片 铜片刻画铝片 铝片刻画铜片 现象 黄铜片划痕较浅 铜片划痕较深 铝片划痕较深 铜片划痕较浅 硬度比较 黄铜的硬度大于铜 铜的硬度大于铝 实验结论 不同金属的硬度不一样，其实不同型号的铜、铝硬度也不一样，这两个没法比较，黄铜片为铜的合金，证明合金的硬度大于组成它的纯金属。 （三）将不同金属接入电路中，如果灯泡亮，证明金属能导电(有导电性)。 实验步骤 常见金属 镁条 铁片 铝片 铜片 黄铜片 现象 灯泡都发光 结论 大部分金属具有导电性 （四）剪一段金属，加热一端，如果另一端也能感受到变热，证明金属具有导热性。 （五）证明金属具有延展性。 方法1：将一根铁丝在空气中持续加热至红炽，并在两端用镊子轻拉，铁丝明显拉长，证明 金属具有延展性。 方法2：将金属用锤子反复捶打，金属变形，说明金属有延展性。 二、探究常见金属的化学性质 （一）用坩埚钳夹取一块铜片，放在酒精灯火焰上加热，观察铜片表面的变化 实验现象：紫红色的铜片表面变为黑色 实验结论：与氧气发生反应 金属 现象 反应的化学方程式 镁 常温下，在空气中逐渐变暗 铝 常温下，在空气中逐渐失去光泽 铁 点燃，在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热 金 即使在高温时也不与氧气反应（“真金不怕火炼”） （二）向5支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片，然后分别加入5mL稀盐酸（或稀硫酸），观察现象。 金属 镁条 铝片 锌粒 铁片 铜片 图片 现象 反应剧烈，产生大量气泡，点燃生成的气体，发出爆鸣声 反应较剧烈，产生大量气泡，点燃生成的气体，发出爆鸣声 反应较剧烈，产生大量气泡，点燃生成的气体，发出爆鸣声 反应缓慢，产生气泡，点燃气体发出爆鸣声。一段时间后，溶液变为浅绿色 无明显现象 化学方程式 Mg+2HCl== MgCl2+H2↑ Al+6HCl== 2AlCl3+3H2↑ Zn+2HCl== ZnCl2+H2 ↑ Fe+2HCl== FeCl2+H2 ↑ 不发生化学反应 实验结论 镁条、铝片、锌粒、铁片都与稀盐酸发生反应，表面均有气泡产生，铜片表面无明显现象，说明镁、铝表面的气泡比锌粒、铁片表面的气泡多一些。可判断生成的气体为氢气。 （三）比较铁、铜、银的金属活动性强弱：将铁丝浸入CuSO4溶液溶液中；将洁净的铜丝浸入AgNO3溶液中，观察现象。 金属 图片 现象 化学方程式 金属活动性 铁丝 浸入硫酸铜溶液中的铁丝表面覆盖一层紫红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色; Fe＋CuSO4＝ Fe>Cu 铜丝 浸入硝酸银溶液中的铜丝表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变为蓝色 Cu+AgNO3 Cu>Ag 实验结论 1.部分金属能与氧气反应，金属活动性越强，反应越容易。 2.排在氢前面的金属能与稀盐酸反应放出氢气，金属活动性越强，反应越剧烈。排在氢后面的金属不能与稀盐酸反应。 3.铁、铜、银三种金属的活动性顺序：Fe>Cu>Ag。 通过大量的实验探究，归纳和总结出常见金属在溶液中的活动性顺序（填写名称）： 化学式： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（ H ）Cu Hg Ag Pt Au 名 称：钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 氢 铜 汞 银 铂 金。 （1）实验前必须打磨金属表面，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，不用硝酸和浓硫酸；盐必须是可溶性盐。 ①初中阶段，金属与酸反应，所用的酸是盐酸或稀硫酸，不考虑使用浓硫酸和硝酸（与金属的反应复杂）。 ②金属与酸或其他金属化合物溶液的反应一般不选择K、Ca、Na等金属，因为它们能与水反应。 （3）在金属活动性顺序中，并不是所有排在前面的金属都能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，如钾、钙、钠。 ①活泼金属能与盐酸、稀硫酸反应放出氢气。金属与酸反应越剧烈，其金属活动性越强。 ②铁与盐酸、稀硫酸反应，生成的是二价铁（亚铁）的化合物FeCl2、FeSO4，而不是三价铁的化合物。 ③含有Fe2＋的溶液呈浅绿色。 （4） 金属与酸反应的快慢与多种因素有关，如金属的种类、金属与酸的接触面积、酸的浓度和温度等。因此，在比较金属活动性顺序时，需要注意控制变量法的应用，如酸溶液或盐溶液的温度、浓度、体积，金属的形状、表面积等需保持一致。 （5） 验证“三种金属的活动性顺序”时试剂的选择，一般采用“取中”原则，简记为“两金夹一液”或“两液夹一金”。具体方法为： ①先排出金属活动性顺序； ②选取两边的金属和中间金属的化合物溶液，即“两金夹一液”（或选取中间的和两边溶液，即“两液夹一金”）。 【常见金属物理性质和化学性质的初探】 1．某同学为巩固和加深对金属性质的认识，利用以下实验用品进行实验活动。 实验用品：试管、酒精灯、坩埚钳、锤子、电池、导线、小灯泡、火柴、砂纸、抹布；镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片、黄铜片、稀盐酸、硫酸铜溶液、硝酸银溶液。 （一）认识金属的物理性质 (1)观察打磨后的镁条、铝片、铁片、铜片四种金属的颜色，不同的是金属 。 (2)采取相互刻画的方法，可以比较铜片和黄铜片的 大小，发现 片受损更严重。 (3)通过上述实验用品还可验证金属具有的物理性质有 。（写出1条即可） （二）认识金属的化学性质 (4)用坩埚钳夹取一块铜片，放在酒精灯火焰上充分加热，观察到铜片表面的变化是 ，铜片发生反应的化学方程式为 。但该同学认真思考后认为上述现象不足以证明铜片发生了反应，还需要对该加热后的铜片补充 的操作才可证明。 (5)向5支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片，然后分别加入5mL稀盐酸，观察到放有前四种金属的试管中均有气体生成，该气体是 ；放入铜片的试管中无气体生成（不反应）的原因是 。 (6)该同学利用如下方案验证了铁、铜、银三种金属的活动性强弱，请用文字或图示表述该同学实验步骤并写出相应的实验现象。 实验步骤 实验现象 2．金属的物理性质和化学性质 实验目的： 1 巩固和加深对金属性质的认识 2 培养实验设计的能力 (1)实验用品： 试管、试管夹、 坩埚钳、 电池、导线、小灯泡、 火柴、镁条、锌粒、铁片、铁粉、铜片、黄铜片、稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜、硝酸银 (2)实验步骤： 1 金属的物理性质 用上述实验用品可以验证的金属物理性质有 (答2点) 2 金属的化学性质 请用提供的实验用品，验证某种金属的某个化学性质 取样和操作： ， 现象： ； 结论： (用化学方程式表示)。 (3)问题与交流：铁是银白色的金属而铁粉却是 的。你还有什么问题请提出 。 3．关于金属的研究是一项重要的课题。某小组以“铝及其性质”为主题开展项目式学习。 【任务一】铝的物理性质 (1)飞行器的制作常用到铝及其合金，主要利用了它们的性质是 。 【任务二】铝与氧气的反应 (2)铝制品的表面不需要像铁那样涂油或刷漆，原因是 。 【任务三】铝与酸的反应 小组同学用打磨过的大小相同的金属铝分别与pH相同的稀盐酸，稀硫酸反应（右图议管），观察到的现象如下表。 反应时间（分钟） 1 2 5 15 20 稀盐酸 少量气泡 较多气泡 大量气泡 反应剧烈 反应结束 稀硫酸 无明显现象 无明显现象 极少量气泡 少量气泡 少量气泡 (3)图中x= ，请写出铝与稀盐酸反应的化学方程式 。 针对这一异常现象，小组同学们提出了以下猜想： 猜想1：盐酸中的氯离子对反应起了促进作用。 猜想2：硫酸中的硫酸根离子对反应起了阻碍作用。 (4)小组同学设计以下实验验证猜想。 实验步骤 实验现象 实验结论 猜想1正确 (5)在老师指导下，小组用温度传感器和压强传感器测得下图密闭装置放有另一段未打磨铝片的三颈烧瓶中温度和压强随过量稀盐酸加入的变化曲线。 ①AB段压强变化不大的可能原因是 ；反应在 点停止. ②BC段压强增大较快的原因是 。 【金属与氧气反应】 4．实验探究是学习化学的基本途径。请你参与探究金属铜与氧气的反应。 (1)甲组设计如图1装置进行空气与过量铜片的反应，利用传感器测得装置内的氧气含量随时间的变化关系如图2。该实验能证明铜与氧气发生了化学反应的证据有铜片表面变黑、 。 (2)乙组又做了如下实验，步骤如下： ①取一试管，将一小段光亮铜片放入试管中，塞上胶塞； ②用注射器抽尽试管内的空气，封好胶塞； ③点燃酒精灯，加热，观察到现象a； ④趁热取下胶塞，观察到现象b。 现象a为 ，现象b为 ，进一步证明铜与氧气发生了化学反应。 5．学以致用是化学学科的特色。某小组的同学在课外进行科学探究，想要验证铜片在空气中灼烧后，表面附着的黑色物质是“烟灰”，还是铜在空气中发生了化学反应生成的“新物质”，为此他们进行了以下实验： (1)由上述实验判断：灼烧后铜片表面的黑色物质不是 。 (2)上述实验 (填“能”或“不能”，下同)直接证明铜与空气中的氧气灼烧发生了化学反应。 (3)铜与氧气反应的文字表达式为： 。 【金属的活动顺序】 6．同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一支试管，取了一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。 (1)填表 实验步骤 观察到的现象 ①在试管中加入少量盐酸，插入铁丝充分反应 ②在①所得的溶液中，插入 ，充分反应 无明显现象 ③在②所得的溶液中，插入 ，充分反应 结论：金属活动性 (2)将铝丝插入前应进行的操作是 ； (3)小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出的结论。小华要补充的实验是 。 (4)小强同学认为要得到的结论，不必做补充补实验，只需将小刚同学方案中插入金属的顺序调整即可，你认为调整后插入金属的是 。 (5)归纳：比较金属活动性强弱的方法有① ② 。 7．学习常见金属的化学性质和金属的活动性顺序，能帮助我们发现和研究更多的金属。 (1)根据如图回答有关问题： ①写出实验A中反应的主要实验现象： 。 ②写出实验B中反应的化学方程式： 实验B中可观察到铁片的表面 现象，说明铁的金属活动性比铜 （填“强”或“弱”）。 ③实验C中可观察到试管中铁钉最先生锈的是 （填“a”、“b”或“c” ）处。 (2)某兴趣小组的同学在实验室为了比较银白色金属R与铁的活动性强弱，设计了下列方案进行实验，请你帮他们完成下表： 你的猜想 验证方法 现象 结论 金属R活动性比铁 将金属R投入 溶液中 金属R表面有黑色的物质析出 猜想 （填“正确”或“错误”） 8．化学小组的同学们在实验室进行了“再探常见金属活动性顺序”的实验。 任务一：比较镁、铝、锌、铁、铜、银、金六种金属的活动性 【步骤一】 (1)把六种金属分别放入 中，根据是否能够发生反应，分成两组分别进行实验。 【步骤二】设计实验比较铜、银、金的活动性： (2)最简单的实验操作，可以把两根不同的金属丝，同时放入一种金属化合物的溶液中，观察是否反应，即可比较出这三种金属的活动性铜>银>金。这种金属化合物的溶液是： ； (3)进行实验比较镁、铝、锌、铁的活动性： 实验操作 现象 实验一 将镁条插入硫酸锌溶液 镁条表面有固体析出 实验二 将铝丝插入硫酸锌溶液 铝丝表面有固体析出 实验三 将铁丝插入硫酸锌溶液 无明显现象 镁条插入硫酸锌溶液中发生反应的化学方程式为： ； (4)为了能够完成比较这四种金属活动性的实验，还应进行的一个实验操作是： 实验四 任务二：通过实验判断未知金属 现有硝酸铝、硝酸锌、氯化亚铁、硫酸铜四种溶液和一种未知金属（该金属是金属活动顺序表中的一种金属），以及必要的实验仪器。 分组选择物质进行实验： 实验过程 判断是否发生反应 实验五 将未知金属放入Al(NO3)3溶液 不反应 实验六 将未知金属放入Zn(NO3)2溶液 不反应 实验七 将未知金属放入FeCl2溶液 发生反应 实验八 将未知金属放入CuSO4溶液 发生反应 (5)结论：该金属是 ； (6)经过讨论，实验五——实验八中没有必要进行的实验是 。 【金属与盐溶液反应】 9．某同学为了探究相关金属的化学性质，做了下列实验： (1)A试管中实验现象是 ；B实验中发生反应的化学方程式为 。 (2)只通过A和B实验尚不能证明锌、铜、银两种金属的活动性强弱，需补充一个实验来证明，补充实验合理的是______（填字母）。 A．将Cu加入AgNO3溶液中 B．将Cu、Ag分别加入稀盐酸中 (3)若采用C实验方案也可得出相同结论，则金属③是 （填化学式）。 注：含有金属的化合物溶液又称盐溶液。 (4)实验D中物质充分反应后，溶液中所含的物质不可能的情况是______ （填字母）。 . A．Zn（NO3）2、Cu（NO3）2、 AgNO3 B．Zn（NO3）2、AgNO3 C．Zn（NO3）2、Cu（NO3）2 D．Zn（NO3）2 10．某学习小组同学为了加深金属与盐溶液反应的理解，开展了有关铁和硫酸铜溶液反应的相探究。 【活动一】认识铁和硫酸铜溶液的反应原理 (1)古籍中就有“曾青得铁则化为铜”的记载，其原理是利用铁和硫酸铜溶液反应，写出该反应的学方程式 。从微观角度来看，反应过程中未参与反应的离子是 。 【活动二】探究铁和硫酸铜溶液反应前后固体质量变化 小江同学设计并完成了下图实验  调节杠杆平衡后，将铁丝团浸入硫酸铜溶液一段时间。 (2)当观察到溶液变为浅绿色时小心地松手，发现稳定后的砝码比起始位置高，原因是 。 (3)有同学提出若将铁丝团换成锌块，也能观察到同样的现象，你是否同意，并说明理由 。 【活动三】探究影响铁与硫酸铜溶液反应速率的因素 小组同学设计了如下实验，实验过程中所用铁片形状、质量完全相同，硫酸铜溶液的体积相同。 实验编号 温度/℃ 硫酸铜溶液的浓度/% 铁片是否打磨 析出铜的速率 ① 20 2 打磨 较慢 ② m 4 打磨 较快 ③ 20 4 未打磨 较慢 ④ 30 2 打磨 较快 (4)要对比得出硫酸铜溶液的浓度对反应速率的影响，则表中m的数值为 。 (5)要探究温度对铁与硫酸铜溶液反应速率的影响，应进行的实验是 （填序号）。 【活动四】再探铁与硫酸铜溶液的反应 (6)细心的同学发现【活动三】实验中有气泡产生，为探究该异常现象出现的原因，在老师的指导下同再次进行实验，用pH传感器测定反应过程中溶液的pH变化如图。 ①由图可知起始溶液的，可推测产生的气体可能是 。 ②有同学发现反应过程中pH不断减小，经查阅资料可知，一方面是氧气参与了反应，另一方面是硫酸铜与水发生反应产生了氢离子。为探究反应过程中氢离子的产生是受铜离子的影响还是硫酸根离子的影响（实验中用无氧蒸馏水配制溶液），请设计实验方案： 。 【综合应用】 11．某学习小组运用手持技术探究金属与酸的反应，将等质量且表面积相同的锌、镁、铜、铁金属条打磨后分别投入四个250mL的烧瓶内，分别注入足量的同浓度、等体积的稀盐酸，迅速塞紧带有压强传感器的橡胶塞，实验装置如图甲所示，过程中压强变化曲线如图乙所示（提示：在等温条件下，产生氢气的体积与装置内压强成正比）。 (1)曲线a对应的金属是 。 (2)曲线b对应的金属是锌，反应的化学方程式为 。 (3)曲线c在60s左右达到最高点后又略微下降的原因是 。 12．学完金属的性质后，某校兴趣小组同学对金属的部分性质进行了研究。 【活动一】探究金属与氧气的反应 (1)若利用图一进行铁丝燃烧实验时没有观察到火星四射的现象可能原因 (写一条即可)。 (2)图二是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作方式，更能提高实验成功率的方式是 (填序号，图二从左到右分别是①②③)。 【活动二】探究金属与酸的反应 (3)为探究铁与盐酸反应剧烈程度的影响因素，兴趣小组做了以下实验，如图三所示，实验过程中可观察到铁粉产生气泡速率更快。由此得出的结论是 ，发生反应的化学方程式 。 (4)取表面积大小相同的3种金属片，分别加入足量相同的三份稀盐酸中，并用温度传感器测定反应过程中的温度变化，所得温度变化曲线如图所示。由图 A 可知： (填“能”或“不能”)根据金属与酸的反应放热来判断不同金属的活动性强弱。 【活动三】探究金属与金属化合物溶液反应 (5)兴趣小组同学想检测生产硫酸铜工厂排放的污水中是否含有硫酸铜，请你参与设计方案 操作 现象及原理(用方程式表示) 结论 将打磨过的铁钉放入装有少量废水的试管中， 观察现象。 现象: 。 原理: 。 污水中含有硫酸铜 13．有“锂”走遍天下，无“锂”寸步难行。随着技术的不断进步，锂（Li）离子电池的发展促进新能源电动汽车的不断发展。 (1)Li （填“得到”或“失去”）电子变成。电动汽车的电池放电时，其能量转化方式为 能转化为电能。 (2)锂离子电池中含有铝箔，通常由铝锭打造而成，说明铝具有良好的 性。 (3)锂离子电池中还含有铜箔，为验证铝和铜的金属活动性顺序，设计了如下实验： 【实验准备】： a．铜片和铝片大小、体积相同 b．铝丝和铜丝表面均需要打磨 c．实验中取用的稀硫酸、溶液的质量分数和体积均相同 【实验过程】： 方案一 方案二 方案三 实验步骤 金属活动性 金属片上出现划痕者更活泼 金属丝表面产生气泡者更活泼 金属丝表面有银白色物质析出者更活泼 请回答下列问题： ①铝丝需打磨的目的是 。 ②以上方案中，你认为能达到实验目的的是 （填方案序号）。 (4)若采用如图实验方案也可验证铝和铜的金属活动性顺序；实验过程中观察到的实验现象是铝丝表面有红色固体析出，溶液蓝色逐渐消失。 ①烧杯中发生的化学反应方程式为 【实验分析】 ②烧杯中铝丝与硫酸铜溶液反应的微观过程如图所示；（图中粒子未完全画出）。对此反应的分析正确的是 （填字母）。 A．硫酸铜溶液中含有的粒子只有、 B．反应过程实际是金属铝与的反应，反应前后没有改变 C．反应的实质是得电子生成、失电子生成 D．硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与有关 (5)新能源车与燃油车相比，优点有______（填字母）。 A．无尾气排放 B．智能化程度高 C．废旧电池回收成本高 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 常见金属的物理性质和化学性质 内容概览 1、 实验梳理 2、 要点归纳 3、 经典例题 一、探究常见金属的物理性质 （一）观察并描述镁条、铝片、铜片、铁片的颜色和光泽。 常见金属 镁条 铝片 铁片 铜片 颜色 银白色 银白色 银白色 紫红色 光泽 金属光泽 金属光泽 金属光泽 金属光泽 结论 金属都有金属光泽，大部分金属呈银白色，铜呈紫红色，铁粉为黑色。 （二）采取相互刻画的方法，比较铜片和铝片、铜片和黄铜片（或白铜片）的硬度。 实验步骤 铜片刻画黄铜片 黄铜片刻画铜片 铜片刻画铝片 铝片刻画铜片 现象 黄铜片划痕较浅 铜片划痕较深 铝片划痕较深 铜片划痕较浅 硬度比较 黄铜的硬度大于铜 铜的硬度大于铝 实验结论 不同金属的硬度不一样，其实不同型号的铜、铝硬度也不一样，这两个没法比较，黄铜片为铜的合金，证明合金的硬度大于组成它的纯金属。 （三）将不同金属接入电路中，如果灯泡亮，证明金属能导电(有导电性)。 实验步骤 常见金属 镁条 铁片 铝片 铜片 黄铜片 现象 灯泡都发光 结论 大部分金属具有导电性 （四）剪一段金属，加热一端，如果另一端也能感受到变热，证明金属具有导热性。 （五）证明金属具有延展性。 方法1：将一根铁丝在空气中持续加热至红炽，并在两端用镊子轻拉，铁丝明显拉长，证明 金属具有延展性。 方法2：将金属用锤子反复捶打，金属变形，说明金属有延展性。 二、探究常见金属的化学性质 （一）用坩埚钳夹取一块铜片，放在酒精灯火焰上加热，观察铜片表面的变化 实验现象：紫红色的铜片表面变为黑色 实验结论：与氧气发生反应 金属 现象 反应的化学方程式 镁 常温下，在空气中逐渐变暗 2Mg+O2=2MgO 铝 常温下，在空气中逐渐失去光泽 4Al+3O2=2Al2O3 铁 点燃，在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热 3Fe+2O2Fe3O4 金 即使在高温时也不与氧气反应（“真金不怕火炼”） （二）向5支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片，然后分别加入5mL稀盐酸（或稀硫酸），观察现象。 金属 镁条 铝片 锌粒 铁片 铜片 图片 现象 反应剧烈，产生大量气泡，点燃生成的气体，发出爆鸣声 反应较剧烈，产生大量气泡，点燃生成的气体，发出爆鸣声 反应较剧烈，产生大量气泡，点燃生成的气体，发出爆鸣声 反应缓慢，产生气泡，点燃气体发出爆鸣声。一段时间后，溶液变为浅绿色 无明显现象 化学方程式 Mg+2HCl== MgCl2+H2↑ Al+6HCl== 2AlCl3+3H2↑ Zn+2HCl== ZnCl2+H2 ↑ Fe+2HCl== FeCl2+H2 ↑ 不发生化学反应 实验结论 镁条、铝片、锌粒、铁片都与稀盐酸发生反应，表面均有气泡产生，铜片表面无明显现象，说明镁、铝表面的气泡比锌粒、铁片表面的气泡多一些。可判断生成的气体为氢气。 （三）比较铁、铜、银的金属活动性强弱：将铁丝浸入CuSO4溶液溶液中；将洁净的铜丝浸入AgNO3溶液中，观察现象。 金属 图片 现象 化学方程式 金属活动性 铁丝 浸入硫酸铜溶液中的铁丝表面覆盖一层紫红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色; Fe＋CuSO4＝ FeSO4＋Cu Fe>Cu 铜丝 浸入硝酸银溶液中的铜丝表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变为蓝色 Cu+AgNO3= Ag+Cu(NO3)2 Cu>Ag 实验结论 1.部分金属能与氧气反应，金属活动性越强，反应越容易。 2.排在氢前面的金属能与稀盐酸反应放出氢气，金属活动性越强，反应越剧烈。排在氢后面的金属不能与稀盐酸反应。 3.铁、铜、银三种金属的活动性顺序：Fe>Cu>Ag。 通过大量的实验探究，归纳和总结出常见金属在溶液中的活动性顺序（填写名称）： 化学式： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（ H ）Cu Hg Ag Pt Au 名 称：钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 氢 铜 汞 银 铂 金。 （1）实验前必须打磨金属表面，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，不用硝酸和浓硫酸；盐必须是可溶性盐。 ①初中阶段，金属与酸反应，所用的酸是盐酸或稀硫酸，不考虑使用浓硫酸和硝酸（与金属的反应复杂）。 ②金属与酸或其他金属化合物溶液的反应一般不选择K、Ca、Na等金属，因为它们能与水反应。 （3）在金属活动性顺序中，并不是所有排在前面的金属都能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，如钾、钙、钠。 ①活泼金属能与盐酸、稀硫酸反应放出氢气。金属与酸反应越剧烈，其金属活动性越强。 ②铁与盐酸、稀硫酸反应，生成的是二价铁（亚铁）的化合物FeCl2、FeSO4，而不是三价铁的化合物。 ③含有Fe2＋的溶液呈浅绿色。 （4） 金属与酸反应的快慢与多种因素有关，如金属的种类、金属与酸的接触面积、酸的浓度和温度等。因此，在比较金属活动性顺序时，需要注意控制变量法的应用，如酸溶液或盐溶液的温度、浓度、体积，金属的形状、表面积等需保持一致。 （5） 验证“三种金属的活动性顺序”时试剂的选择，一般采用“取中”原则，简记为“两金夹一液”或“两液夹一金”。具体方法为： ①先排出金属活动性顺序； ②选取两边的金属和中间金属的化合物溶液，即“两金夹一液”（或选取中间的金属和两边金属的化合物溶液，即“两液夹一金”）。 【常见金属物理性质和化学性质的初探】 1．某同学为巩固和加深对金属性质的认识，利用以下实验用品进行实验活动。 实验用品：试管、酒精灯、坩埚钳、锤子、电池、导线、小灯泡、火柴、砂纸、抹布；镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片、黄铜片、稀盐酸、硫酸铜溶液、硝酸银溶液。 （一）认识金属的物理性质 (1)观察打磨后的镁条、铝片、铁片、铜片四种金属的颜色，不同的是金属 。 (2)采取相互刻画的方法，可以比较铜片和黄铜片的 大小，发现 片受损更严重。 (3)通过上述实验用品还可验证金属具有的物理性质有 。（写出1条即可） （二）认识金属的化学性质 (4)用坩埚钳夹取一块铜片，放在酒精灯火焰上充分加热，观察到铜片表面的变化是 ，铜片发生反应的化学方程式为 。但该同学认真思考后认为上述现象不足以证明铜片发生了反应，还需要对该加热后的铜片补充 的操作才可证明。 (5)向5支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片，然后分别加入5mL稀盐酸，观察到放有前四种金属的试管中均有气体生成，该气体是 ；放入铜片的试管中无气体生成（不反应）的原因是 。 (6)该同学利用如下方案验证了铁、铜、银三种金属的活动性强弱，请用文字或图示表述该同学实验步骤并写出相应的实验现象。 实验步骤 实验现象 【答案】(1)铜/Cu/铜片 (2) 硬度 铜/Cu (3)导电性（或其他合理答案） (4) 变黑 抹布擦拭 (5) 氢气/H2 铜金属活动性排在氢后 (6) 向2支试管中各放入一小块打磨光亮的铜片，然后分别加入少量的硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液 放入硫酸亚铁溶液中的铜片无变化，放入硝酸银溶液中的铜片表面产生银白色物质，溶液由无色变为蓝色 【详解】（1）观察打磨后的镁条、铝片、铁片、铜片四种金属的颜色，镁条、铝片、铁片都是银白色，铜片是红色； （2）合金的硬度一般比各成分金属大，采取相互刻画的方法，可以比较铜片和黄铜片的硬度大小，发现铜片损更严重； （3）上述实验用品中有电池、导线、小灯泡，小灯泡组成串联电路，灯泡发亮，说明金属具有良好的导电性； （4）用坩埚钳夹取一块铜片，放在酒精灯火焰上充分加热，铜和氧气在加热条件下能生成氧化铜，观察到铜片表面变黑，反应的化学方程式为：；但该同学认真思考后认为上述现象不足以证明铜片发生了反应，有可能是酒精燃烧产生的炭黑，还需要对该加热后的铜片用抹布擦拭，如果擦不掉，则证明是生成氧化铜； （5）镁条、铝片、锌粒、铁片都能和盐酸反应生成氢气，铜与稀盐酸或稀硫酸不反应，因为铜金属活动性排在氢后； （6）向2支试管中各放入一小块打磨光亮的铜片，然后分别加入少量的硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液，观察现象是放入硫酸亚铁溶液中的铜片无变化，放入硝酸银溶液中的铜片表面产生银白色物质，溶液由无色变为蓝色，说明活动性铁＞铜＞银。 2．金属的物理性质和化学性质 实验目的： 1 巩固和加深对金属性质的认识 2 培养实验设计的能力 (1)实验用品： 试管、试管夹、 坩埚钳、 电池、导线、小灯泡、 火柴、镁条、锌粒、铁片、铁粉、铜片、黄铜片、稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜、硝酸银 (2)实验步骤： 1 金属的物理性质 用上述实验用品可以验证的金属物理性质有 (答2点) 2 金属的化学性质 请用提供的实验用品，验证某种金属的某个化学性质 取样和操作： ， 现象： ； 结论： (用化学方程式表示)。 (3)问题与交流：铁是银白色的金属而铁粉却是 的。你还有什么问题请提出 。 【答案】(1)酒精灯 (2) 导热性、导电性（合理即可） 用坩埚钳夹取一块铜片，放在酒精灯火焰上加热，观察铜片表面的变化(合理即可) 固体由红色变成黑色 (3) 黑色 是否所有的金属粉末都是黑色的（合理即可） 【详解】（1）实验用品： 根据实验用品可能需探究的导热性、金属在加热时与氧气的反应，所用实验用品可能还需酒精灯； （2）实验步骤： 1. 金属的物理性质 用上述实验用品可以验证的金属物理性质有：导电性，实验用品有：电池、导线、小灯泡，镁条、铁片等； 导热性，实验用品有：酒精灯、火柴、镁条、铁片等； 2.金属的化学性质 用提供的实验用品，可验证铜在空气中加热生成氧化铜的性质。 取样和操作：用坩埚钳夹取一块铜片，放在酒精灯火焰上加热，观察铜片表面的变化； 铜在空气中加热与空气中氧气反应生成氧化铜； 现象：固体由红色变成黑色； 结论： （3）问题与交流：铁是银白色的金属而铁粉却是黑色的。还有问题可能是：是否所有的金属粉末都是黑色的（合理即可）。 3．关于金属的研究是一项重要的课题。某小组以“铝及其性质”为主题开展项目式学习。 【任务一】铝的物理性质 (1)飞行器的制作常用到铝及其合金，主要利用了它们的性质是 。 【任务二】铝与氧气的反应 (2)铝制品的表面不需要像铁那样涂油或刷漆，原因是 。 【任务三】铝与酸的反应 小组同学用打磨过的大小相同的金属铝分别与pH相同的稀盐酸，稀硫酸反应（右图议管），观察到的现象如下表。 反应时间（分钟） 1 2 5 15 20 稀盐酸 少量气泡 较多气泡 大量气泡 反应剧烈 反应结束 稀硫酸 无明显现象 无明显现象 极少量气泡 少量气泡 少量气泡 (3)图中x= ，请写出铝与稀盐酸反应的化学方程式 。 针对这一异常现象，小组同学们提出了以下猜想： 猜想1：盐酸中的氯离子对反应起了促进作用。 猜想2：硫酸中的硫酸根离子对反应起了阻碍作用。 (4)小组同学设计以下实验验证猜想。 实验步骤 实验现象 实验结论 猜想1正确 (5)在老师指导下，小组用温度传感器和压强传感器测得下图密闭装置放有另一段未打磨铝片的三颈烧瓶中温度和压强随过量稀盐酸加入的变化曲线。 ①AB段压强变化不大的可能原因是 ；反应在 点停止. ②BC段压强增大较快的原因是 。 【答案】(1)密度小 (2)铝和氧气生成致密氧化膜，阻止铝的进一步腐蚀 (3) 5 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ (4) 反应II中加入少量氯化钠 反应迅速产生大量气泡 (5) 氧化铝和稀盐酸生成氯化铝和水 C 稀盐酸和铝反应生成氢气，并放出热量 【详解】（1）飞行器的制作常用到铝及其合金，主要利用了它们的性质是密度小，故填：密度小。 （2）铝和氧气生成一层致密氧化膜氧化铝，使铝具有抗腐蚀性，故铝制品的表面不需要像铁那样涂油或刷漆，故填：铝和氧气生成致密氧化膜，阻止铝的进一步腐蚀。 （3）为保证单一变量，x=5mL，铝和稀盐酸生成氯化铝和氢气，故填：5；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。 （4）反应II中加入少量氯化钠，对比之前反应，反应迅速产生大量气泡，说明反应速度加快，猜想1正确，故填：反应II中加入少量氯化钠；反应迅速产生大量气泡。 （5）①铝的表面有氧化铝，AB段压强变化不大的可能原因是氧化铝和稀盐酸生成氯化铝和水；B点开始稀盐酸和铝反应生成氢气，并放出热量，C点压强最大，反应在C点停止，故填：氧化铝和稀盐酸生成氯化铝和水；C。 ②B点开始稀盐酸和铝反应生成氢气，并放出热量，故BC段压强增大较快，故填：稀盐酸和铝反应生成氢气，并放出热量。 【金属与氧气反应】 4．实验探究是学习化学的基本途径。请你参与探究金属铜与氧气的反应。 (1)甲组设计如图1装置进行空气与过量铜片的反应，利用传感器测得装置内的氧气含量随时间的变化关系如图2。该实验能证明铜与氧气发生了化学反应的证据有铜片表面变黑、 。 (2)乙组又做了如下实验，步骤如下： ①取一试管，将一小段光亮铜片放入试管中，塞上胶塞； ②用注射器抽尽试管内的空气，封好胶塞； ③点燃酒精灯，加热，观察到现象a； ④趁热取下胶塞，观察到现象b。 现象a为 ，现象b为 ，进一步证明铜与氧气发生了化学反应。 【答案】(1)装置内氧气含量降低 (2) 无明显现象 铜片变黑 【详解】（1）由图2可知，该实验能证明铜与氧气发生了化学反应的证据有铜片表面变黑、装置内氧气含量降低； （2）该实验证明铜与氧气发生了化学反应，则取下胶塞前点燃酒精灯，加热，铜片没有与氧气接触，所以观察到无明显现象； 趁热取下胶塞后，铜与氧气接触，在加热条件下反应生成黑色的氧化铜，所以观察到铜片变黑。 5．学以致用是化学学科的特色。某小组的同学在课外进行科学探究，想要验证铜片在空气中灼烧后，表面附着的黑色物质是“烟灰”，还是铜在空气中发生了化学反应生成的“新物质”，为此他们进行了以下实验： (1)由上述实验判断：灼烧后铜片表面的黑色物质不是 。 (2)上述实验 (填“能”或“不能”，下同)直接证明铜与空气中的氧气灼烧发生了化学反应。 (3)铜与氧气反应的文字表达式为： 。 【答案】(1)碳 (2)能 (3) 【详解】（1）铜片在蜡烛火焰下产生的黑色物质可以擦拭去掉，但在酒精灯加热的条件下缺擦拭不去黑色物质，说明黑色物质在灼烧后不是碳； （2）该实验说明空气中灼烧生成氧化铜，无法擦拭掉，故填：能 （3）铜和氧气加热生成氧化铜，文字表达式是：、 【金属的活动顺序】 6．同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一支试管，取了一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。 (1)填表 实验步骤 观察到的现象 ①在试管中加入少量盐酸，插入铁丝充分反应 ②在①所得的溶液中，插入 ，充分反应 无明显现象 ③在②所得的溶液中，插入 ，充分反应 结论：金属活动性 (2)将铝丝插入前应进行的操作是 ； (3)小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出的结论。小华要补充的实验是 。 (4)小强同学认为要得到的结论，不必做补充补实验，只需将小刚同学方案中插入金属的顺序调整即可，你认为调整后插入金属的是 。 (5)归纳：比较金属活动性强弱的方法有① ② 。 【答案】(1) 有气泡产生，溶液变为浅绿色 铜丝 铝丝 铝丝表面有黑色固体，溶液由浅绿色变为无色 (2)将铝丝用砂纸打磨光亮 (3)盐酸与铜丝的反应实验 (4)先放铜丝，后放铁丝，最后放铝丝 (5) 金属与酸反应 金属与金属盐溶液反应 【详解】（1）①铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以现象是有气泡产生，溶液变为浅绿色。 ②铜的活动性比铁弱，不能置换出铁，无明显现象。所以插入的是铜丝。 ③剩余铝丝，所以插入铝丝，铝和氯化亚铁反应生成铁和氯化铝，所以现象是铝丝表面有黑色固体，溶液由浅绿色变为无色。 （2）为防止氧化铝等杂质阻碍铝与氯化亚铁接触。所以应进行的操作是将铝丝用砂纸打磨光亮。 （3） 以上实验可得出活动性Fe>H，Fe>Cu，Al>Fe。无法判断H、Cu的活动性，所以需要补充的实验是盐酸与铜丝的反应实验。 （4） 可以调整为先向稀盐酸中放入铜丝，可证明活动性H>Cu。然后放入铁丝，铁与盐酸反应，说明活动性Fe>H。最后放入铝丝，铝与氯化亚铁反应，说明活动性Al>Fe。 （5）比较金属活动性强弱，可以通过金属与酸反应，如金属与酸反应放出氢气，则金属活动性比氢强，否则比氢弱。也可以通过金属与金属盐溶液反应，活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。 7．学习常见金属的化学性质和金属的活动性顺序，能帮助我们发现和研究更多的金属。 (1)根据如图回答有关问题： ①写出实验A中反应的主要实验现象： 。 ②写出实验B中反应的化学方程式： 实验B中可观察到铁片的表面 现象，说明铁的金属活动性比铜 （填“强”或“弱”）。 ③实验C中可观察到试管中铁钉最先生锈的是 （填“a”、“b”或“c” ）处。 (2)某兴趣小组的同学在实验室为了比较银白色金属R与铁的活动性强弱，设计了下列方案进行实验，请你帮他们完成下表： 你的猜想 验证方法 现象 结论 金属R活动性比铁 将金属R投入 溶液中 金属R表面有黑色的物质析出 猜想 （填“正确”或“错误”） 【答案】(1) 剧烈反应、火星四射、生成黑色固体。 有红色固体析出 强 b (2) 强 FeSO4或FeCl2 正确 【详解】（1）①实验A中铁在氧气中燃烧，能观察到剧烈反应、火星四射、生成黑色固体； ②实验B中，铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为：；能观察到铁片的表面有红色固体析出，说明铁的金属活动性比铜强，因为活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来； ③铁生锈是与氧气、水共同作用的结果，图中所示实验b处既接触水又接触氧气，所以最先被锈蚀； （2）所设计探究实验是比较银白色金属R与铁的活动性强弱的实验，根据实验中的现象“有黑色物质析出”可推断：把金属R放入亚铁盐溶液中，通过置换出铁的实验现象，得到R的活动性比铁强的结论，所以在回答时，要注意猜想与结论的一致性；故答：强，FeSO4（或FeCl2等），正确（或：弱，FeSO4（或FeCl2等），错误）。 8．化学小组的同学们在实验室进行了“再探常见金属活动性顺序”的实验。 任务一：比较镁、铝、锌、铁、铜、银、金六种金属的活动性 【步骤一】 (1)把六种金属分别放入 中，根据是否能够发生反应，分成两组分别进行实验。 【步骤二】设计实验比较铜、银、金的活动性： (2)最简单的实验操作，可以把两根不同的金属丝，同时放入一种金属化合物的溶液中，观察是否反应，即可比较出这三种金属的活动性铜>银>金。这种金属化合物的溶液是： ； (3)进行实验比较镁、铝、锌、铁的活动性： 实验操作 现象 实验一 将镁条插入硫酸锌溶液 镁条表面有固体析出 实验二 将铝丝插入硫酸锌溶液 铝丝表面有固体析出 实验三 将铁丝插入硫酸锌溶液 无明显现象 镁条插入硫酸锌溶液中发生反应的化学方程式为： ； (4)为了能够完成比较这四种金属活动性的实验，还应进行的一个实验操作是： 实验四 任务二：通过实验判断未知金属 现有硝酸铝、硝酸锌、氯化亚铁、硫酸铜四种溶液和一种未知金属（该金属是金属活动顺序表中的一种金属），以及必要的实验仪器。 分组选择物质进行实验： 实验过程 判断是否发生反应 实验五 将未知金属放入Al(NO3)3溶液 不反应 实验六 将未知金属放入Zn(NO3)2溶液 不反应 实验七 将未知金属放入FeCl2溶液 发生反应 实验八 将未知金属放入CuSO4溶液 发生反应 (5)结论：该金属是 ； (6)经过讨论，实验五——实验八中没有必要进行的实验是 。 【答案】(1)稀盐酸或盐酸或稀硫酸 (2)AgNO3溶液或硝酸银溶液 (3) (4)将镁条插入硫酸铝溶液或将铝插入氯化镁溶液等合理即可 (5)锌/Zn (6)实验五和八 【详解】（1）根据金属活动性中以氢元素分为氢前金属和氢后金属，氢前金属能与酸反应生成氢气，氢后金属不能与酸反应，故将六中金属放入酸溶液中根据是否生成气体可分为两组，故填：稀盐酸或盐酸或稀硫酸； （2）根据铜银金的活动性顺序是铜>银>金，故可以将铜和金分别放入银的盐溶液中，则铜能与其反应，金不反应则验证顺序，故该物质是硝酸银，故填；AgNO3溶液或硝酸银溶液； （3）镁与硫酸锌反应生成硫酸镁和锌，化学方程式为：； （4）根据实验一证明镁在锌前，实验二证明铝在锌前，实验三证明铁在锌后，故无法验证镁和铝的活动性顺序，则应该再进行的实验是：将镁条插入硫酸铝溶液或将铝插入氯化镁溶液等合理即可； （5）根据题意，实验五证明该金属不在铝前，实验六证明该金属不在锌前，实验七证明该金属在铁前，实验八证明该金属在铜前，故该金属在铁前不在锌前，这说明就是锌，故填：锌或； （6）根据题意，由于铝在锌前，而该金属不在锌前则一定不在铝前，则无需验证与铝的位置关系，因此实验五没有必要做，而铁在铜前，该金属在铁前则一定在铜前，故无需验证与铜的位置关系，因此实验八没有必要再做，故填：实验五和实验八。 【金属与盐溶液反应】 9．某同学为了探究相关金属的化学性质，做了下列实验： (1)A试管中实验现象是 ；B实验中发生反应的化学方程式为 。 (2)只通过A和B实验尚不能证明锌、铜、银两种金属的活动性强弱，需补充一个实验来证明，补充实验合理的是______（填字母）。 A．将Cu加入AgNO3溶液中 B．将Cu、Ag分别加入稀盐酸中 (3)若采用C实验方案也可得出相同结论，则金属③是 （填化学式）。 注：含有金属的化合物溶液又称盐溶液。 (4)实验D中物质充分反应后，溶液中所含的物质不可能的情况是______ （填字母）。 . A．Zn（NO3）2、Cu（NO3）2、 AgNO3 B．Zn（NO3）2、AgNO3 C．Zn（NO3）2、Cu（NO3）2 D．Zn（NO3）2 【答案】(1) 锌丝表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为无色 (2)A (3)Cu (4)B 【详解】（1）铁和硝酸铜反应生成铜和硝酸锌，反应的现象为锌丝表面有红色固体析出，且溶液由蓝色变为无色；锌和硝酸银反应生成银和硝酸锌，反应的化学方程式为：。 （2）实验A能证明锌比铜活泼，实验B能证明锌比银活泼，则还需证明铜和银的金属活动性顺序，则： A、铜能和硝酸银反应，则能证明铜比银活泼，符合题意； B、铜、银均不能和盐酸反应，则不能证明铜和银的金属活动性顺序，不符合题意。 故选A。 （3）若想比较锌、铜、银三种金属的活动性顺序，由于金属活动性顺序：锌>铜>银，则铜能和硝酸银反应，但不能和硝酸锌反应，则分别将铜加入硝酸银、硝酸锌溶液中，则能证明，则金属③为铜，化学式为Cu。 （4）由于金属活动性顺序：锌>铜>银，则锌先和硝酸银反应生成银和硝酸锌，待硝酸银完全反应后，锌和硝酸铜反应生成铜和硝酸锌，则： A、若加入的锌少量，硝酸银没有完全反应，则溶液中的溶质为硝酸锌、硝酸铜和硝酸银，该选项不符合题意； B、由于锌先和硝酸银反应，待硝酸银完全反应后，才和硝酸铜反应，若溶液中含有硝酸银，则一定含有硝酸铜，该选项符合题意； C、待硝酸银完全反应后，但硝酸铜还未完全反应，则溶液中的溶质为硝酸锌、硝酸铜，该选项不符合题意； D、若硝酸银、硝酸铜完全反应，则溶液中的溶质只有硝酸锌，该选项不符合题意。 故选B。 10．某学习小组同学为了加深金属与盐溶液反应的理解，开展了有关铁和硫酸铜溶液反应的相探究。 【活动一】认识铁和硫酸铜溶液的反应原理 (1)古籍中就有“曾青得铁则化为铜”的记载，其原理是利用铁和硫酸铜溶液反应，写出该反应的学方程式 。从微观角度来看，反应过程中未参与反应的离子是 。 【活动二】探究铁和硫酸铜溶液反应前后固体质量变化 小江同学设计并完成了下图实验  调节杠杆平衡后，将铁丝团浸入硫酸铜溶液一段时间。 (2)当观察到溶液变为浅绿色时小心地松手，发现稳定后的砝码比起始位置高，原因是 。 (3)有同学提出若将铁丝团换成锌块，也能观察到同样的现象，你是否同意，并说明理由 。 【活动三】探究影响铁与硫酸铜溶液反应速率的因素 小组同学设计了如下实验，实验过程中所用铁片形状、质量完全相同，硫酸铜溶液的体积相同。 实验编号 温度/℃ 硫酸铜溶液的浓度/% 铁片是否打磨 析出铜的速率 ① 20 2 打磨 较慢 ② m 4 打磨 较快 ③ 20 4 未打磨 较慢 ④ 30 2 打磨 较快 (4)要对比得出硫酸铜溶液的浓度对反应速率的影响，则表中m的数值为 。 (5)要探究温度对铁与硫酸铜溶液反应速率的影响，应进行的实验是 （填序号）。 【活动四】再探铁与硫酸铜溶液的反应 (6)细心的同学发现【活动三】实验中有气泡产生，为探究该异常现象出现的原因，在老师的指导下同再次进行实验，用pH传感器测定反应过程中溶液的pH变化如图。 ①由图可知起始溶液的，可推测产生的气体可能是 。 ②有同学发现反应过程中pH不断减小，经查阅资料可知，一方面是氧气参与了反应，另一方面是硫酸铜与水发生反应产生了氢离子。为探究反应过程中氢离子的产生是受铜离子的影响还是硫酸根离子的影响（实验中用无氧蒸馏水配制溶液），请设计实验方案： 。 【答案】(1) /硫酸根离子 (2)铁与硫酸铜反应置换出铜，生成铜的质量大于消耗铁的质量，铁丝团增重 (3)不同意，锌与硫酸铜反应置换出铜，生成铜的质量小于消耗锌的质量，锌块质量减小，稳定后砝码比起始位置低 (4)20 (5)①④ (6) 氢气/H2 向等浓度、等体积的硫酸铜溶液和氯化铜溶液中，分别加入等质量、形状相同的铁片，测定溶液的pH（合理即可） 【详解】（1）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。反应前溶液中含有铜离子和硫酸根离子，反应后溶液中含有亚铁离子和硫酸根离子，故反应过程中未参与反应的离子是硫酸根离子。 （2）当观察到溶液变为浅绿色时小心地松手，发现稳定后的砝码比起始位置高，原因是铁与硫酸铜反应置换出铜，根据化学方程式及质量关系可知，生成铜的质量大于消耗铁的质量，铁丝团增重。 （3）有同学提出若将铁丝团换成锌块，也能观察到同样的现象，不同意该同学的说法，理由是锌与硫酸铜反应置换出铜，根据化学方程式及质量关系可知，生成铜的质量小于消耗锌的质量，锌块质量减小，稳定后砝码比起始位置低。 （4）根据控制变量法，得出硫酸铜溶液的浓度对反应速率的影响，则除了硫酸铜溶液浓度外其他影响因素应保持相同，则应选择打磨的铁片，硫酸铜溶液的浓度不同，温度一样，故温度应为20℃，即m的数值为20。 （5）要探究温度对铁与硫酸铜溶液反应速率的影响，要保证铁片打磨情况相同，硫酸铜溶液浓度相同，而温度不同，应进行的实验是①④。 （6）①起始溶液的 pH＜7 ，说明溶液显酸性，溶液中含有氢离子，产生的气体可看成是稀硫酸和铁反应生成的氢气。 ②为探究反应过程中氢离子的产生是受铜离子的影响还是硫酸根离子的影响可设计实验方案为向等浓度、等体积的硫酸铜溶液和氯化铜溶液中，分别加入等质量、形状相同的铁片，测定溶液的pH。 【综合应用】 11．某学习小组运用手持技术探究金属与酸的反应，将等质量且表面积相同的锌、镁、铜、铁金属条打磨后分别投入四个250mL的烧瓶内，分别注入足量的同浓度、等体积的稀盐酸，迅速塞紧带有压强传感器的橡胶塞，实验装置如图甲所示，过程中压强变化曲线如图乙所示（提示：在等温条件下，产生氢气的体积与装置内压强成正比）。 (1)曲线a对应的金属是 。 (2)曲线b对应的金属是锌，反应的化学方程式为 。 (3)曲线c在60s左右达到最高点后又略微下降的原因是 。 【答案】(1)铜/Cu (2) (3)镁与稀盐酸反应放热，在60s反应结束，温度降低 【详解】（1）在等温条件下，产生氢气的体积与装置内压强成正比，曲线a压强不变，没有气体放出，根据金属活动性Mg＞Zn＞Fe＞H＞Cu，铜与稀盐酸不反应，故曲线a对应的金属是铜； （2）曲线b对应的金属是锌，锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的化学方程式为； （3）曲线c是压强变化最快的，根据金属活动性Mg＞Zn＞Fe＞Cu，镁最活泼，则镁与稀盐酸反应最剧烈，故曲线c对应的金属应是镁，在60s左右达到最高点后又略微下降的原因是镁与稀盐酸反应放热，在60s反应结束，温度逐渐冷却至室温，故压强下降。 12．学完金属的性质后，某校兴趣小组同学对金属的部分性质进行了研究。 【活动一】探究金属与氧气的反应 (1)若利用图一进行铁丝燃烧实验时没有观察到火星四射的现象可能原因 (写一条即可)。 (2)图二是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作方式，更能提高实验成功率的方式是 (填序号，图二从左到右分别是①②③)。 【活动二】探究金属与酸的反应 (3)为探究铁与盐酸反应剧烈程度的影响因素，兴趣小组做了以下实验，如图三所示，实验过程中可观察到铁粉产生气泡速率更快。由此得出的结论是 ，发生反应的化学方程式 。 (4)取表面积大小相同的3种金属片，分别加入足量相同的三份稀盐酸中，并用温度传感器测定反应过程中的温度变化，所得温度变化曲线如图所示。由图 A 可知： (填“能”或“不能”)根据金属与酸的反应放热来判断不同金属的活动性强弱。 【活动三】探究金属与金属化合物溶液反应 (5)兴趣小组同学想检测生产硫酸铜工厂排放的污水中是否含有硫酸铜，请你参与设计方案 操作 现象及原理(用方程式表示) 结论 将打磨过的铁钉放入装有少量废水的试管中， 观察现象。 现象: 。 原理: 。 污水中含有硫酸铜 【答案】(1)氧气的浓度不足（合理即可） (2)③ (3) 其他条件相同，铁与酸接触面积越大，反应越剧烈 (4)不能 (5) 铁丝表面有红色固体析出 【详解】（1）氧气的浓度不足会导致铁丝无法燃烧，因此图一装置进行铁丝燃烧实验时，没有观察到火星四射的现象，可能原因为氧气的浓度不足（合理即可）； （2）③的方式更容易利用火焰持续预热火柴梗，使火柴持续燃烧，利用火焰加热铁丝，使其温度达到着火点。所以更能提高实验成功率的方式是③； （3）使用的酸的种类、质量分数与体积相同，不同的是铁的形状，铁粉比铁片与盐酸的接触面积更大，反应更快。所以可以得出结论其他条件相同，铁与酸接触面积越大，反应越剧烈； 铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：； （4）由图可知：金属和酸反应后铁的温度大于锌，而锌的金属活动性大于铁，因此不能根据金属与酸的反应放热来判断不同金属的活动性强弱； （5）铁的金属活动性在铜之前，因此可以置换出硫酸铜中的铜。故将打磨过的铁钉放入装有少量废水的试管中，若观察到铁丝表面有红色固体析出，这证明污水中含有硫酸铜；原理为铁和硫酸铜反应生成硫酸铜和铁，化学方程式为：。 13．有“锂”走遍天下，无“锂”寸步难行。随着技术的不断进步，锂（Li）离子电池的发展促进新能源电动汽车的不断发展。 (1)Li （填“得到”或“失去”）电子变成。电动汽车的电池放电时，其能量转化方式为 能转化为电能。 (2)锂离子电池中含有铝箔，通常由铝锭打造而成，说明铝具有良好的 性。 (3)锂离子电池中还含有铜箔，为验证铝和铜的金属活动性顺序，设计了如下实验： 【实验准备】： a．铜片和铝片大小、体积相同 b．铝丝和铜丝表面均需要打磨 c．实验中取用的稀硫酸、溶液的质量分数和体积均相同 【实验过程】： 方案一 方案二 方案三 实验步骤 金属活动性 金属片上出现划痕者更活泼 金属丝表面产生气泡者更活泼 金属丝表面有银白色物质析出者更活泼 请回答下列问题： ①铝丝需打磨的目的是 。 ②以上方案中，你认为能达到实验目的的是 （填方案序号）。 (4)若采用如图实验方案也可验证铝和铜的金属活动性顺序；实验过程中观察到的实验现象是铝丝表面有红色固体析出，溶液蓝色逐渐消失。 ①烧杯中发生的化学反应方程式为 【实验分析】 ②烧杯中铝丝与硫酸铜溶液反应的微观过程如图所示；（图中粒子未完全画出）。对此反应的分析正确的是 （填字母）。 A．硫酸铜溶液中含有的粒子只有、 B．反应过程实际是金属铝与的反应，反应前后没有改变 C．反应的实质是得电子生成、失电子生成 D．硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与有关 (5)新能源车与燃油车相比，优点有______（填字母）。 A．无尾气排放 B．智能化程度高 C．废旧电池回收成本高 【答案】(1) 失去 化学 (2)延展 (3) 除去铝丝表面的氧化膜 二 (4) BD (5)AB 【详解】（1）锂原子的最外层电子数为，在化学反应中易失去1个电子形成； 电动汽车的电池放电时，其能量转化方式为化学能转化为电能； （2）锂离子电池中含有铝箔，通常由铝锭打造而成，说明铝具有良好的延展性； （3）①铝丝需打磨的目的是除去铝丝表面的氧化膜； ②方案一铜片、铝片相互刻划，金属片上出现划痕者，只能说明该金属硬度更小，不能判断铝和铜的金属活动性强弱，不能达到实验目的；方案二①试管中铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，有气泡生成，②试管中铜与稀硫酸不反应，无明显现象，说明铝的金属活动性比氢强，铜的金属活动性比氢弱，即Al＞H＞Cu，能达到实验目的；方案三A试管中铝与硝酸银反应生成银和硝酸铝，B试管中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，铝丝和铜丝表面都有银白色物质析出，说明铝和铜都比银活泼，而铝和铜的金属活动性无法判断，不能达到实验目的；综上可知，能达到实验目的的是方案二； （4）①铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝，化学方程式为； ②A、硫酸铜溶液中含有的粒子有、和，说法错误，不符合题意； B、铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，反应过程实际是金属铝与的反应，反应前后没有改变，说法正确，符合题意； C、铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，反应过程实际是金属铝与铜离子反应生成铝离子和铜，反应的实质是失电子生成、得电子生成，说法错误，不符合题意； D、硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与有关，说法正确，符合题意。 故选：BD； （5）新能源车与燃油车相比，优点有无尾气排放、智能化程度高，而废旧电池回收成本高是其缺点，故选：AB。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$