8.2 金属的化学性质（7大题型专项训练）化学新教材人教版九年级下册

课题2 金属的化学性质 题型01 金属与氧气的反应 题型02 金属与稀盐酸、稀硫酸的反应 题型03 置换反应的判断 题型04 实验验证金属活动性顺序 题型05 金属活动性顺序的应用 题型06 金属与酸反应的图像分析 题型07 滤液滤渣成分分析 题型01 金属与氧气的反应 1.金属与氧气的反应 镁、铝、铁、铜、金与氧气反应的情况如下表： 反应条件 金属 现象 化学方程式 常温(点燃时也能反应) 镁 常温下打磨过的镁条在空气中表面逐渐变暗；在空气中点燃时，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 在空气中点燃： 2Mg+O22MgO 铝 常温下打磨过的铝在空气中表面会逐渐变暗；在纯氧中点燃时，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 常温下： 4Al+3O2===2Al2O3 点燃或加热时才能反应 铁 常温下在干燥的空气中，铁很难与氧气反应；在氧气中点燃时，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+2O2Fe3O4 铜 常温下在干燥的空气中，铜很难与氧气反应；在空气中加热时，表面会生成黑色物质 在空气中加热： 2Cu+O22CuO 高温不反应 金 即使在高温时也不与氧气反应 ①金属与氧气反应的难易程度，也可在一定意义上反映出金属的活泼程度，即镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。 ②铝的抗腐蚀性能好的原因是铝在空气中与氧气反应，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(而非铝不活泼)。利用铝的这一特性，可以用铝粉制成“银粉漆”涂在暖气片表面。 ③“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不会与氧气反应。所以可以利用灼烧法鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金，灼烧时无现象的是黄金，表面变黑的是黄铜。 2.结论 【典例1】下列物质与氧气反应会生成黑色固体的是 A．铜丝 B．木炭 C．硫粉 D．氢气 【答案】A 【解析】A、铜与氧气在加热条件下反应生成黑色固体氧化铜，符合题意； B、木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体，不符合题意； C、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫气体，不符合题意； D、氢气在氧气中燃烧生成水，水为无色液体，不符合题意。 故选：A。 【变式1-1】九3班苏同学取一段细铁丝，在自己收集的氧气中点燃，却没有观察到“火星四射”的现象。造成此实验失败的原因不可能是 A．收集到的氧气量太少或纯度太低 B．实验前没有打磨铁丝 C．铁丝的温度不够 D．集气瓶底部没有放少量水或细沙 【答案】D 【解析】A、氧气不足可能使燃烧不充分，是可能原因。故选项A错误； B、未打磨铁丝阻碍反应，是可能原因。故选项B错误； C、温度不够无法引燃，是可能原因。故选项C错误； D、防护措施缺失不影响现象产生，不可能是原因。故选项D正确； 故选D。 【变式1-2】下列说法中不正确的是 A．镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，因此可用来制造照明弹 B．“真金不怕火炼”，说明金的化学性质稳定 C．金属与氧气发生化学反应时，都需要在点燃或加热的条件下才能发生 D．铝制品抗腐蚀性强，是因为铝表面有一层致密的氧化膜，阻止了铝进一步被氧化 【答案】C 【解析】A、镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，因此可用来制造照明弹，故A不符合题意； B、“真金不怕火炼”，说明金的化学性质稳定，在高温条件下也不与氧气反应，故B不符合题意； C、常温下，铝和氧气能发生化学反应，故C符合题意； D、铝制品抗腐蚀性强，是因为铝易与空气中的氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化膜，阻止了铝进一步被氧化，故D不符合题意。 故选C。 【变式1-3】在一密闭的玻璃容器中，一定质量的金属镁与过量的氧气在点燃的条件下充分反应，下列玻璃容器内各相关量与时间的对应关系错误的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A、根据质量守恒定律，参与反应的物质的总质量等于反应生成的物质的总质量，而不参与反应的物质质量也不变，所以玻璃容器内物质总质量不变，A正确； B、金属镁与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁，消耗了氧气，所以气体的分子数不断下降，反应结束后气体的分子数不再变化，氧气过量，所以剩余气体分子数不为零，B正确； C、金属镁与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁，固体由镁不断变为氧化镁，增加了参与反应的氧气的质量，所以固体质量不断增大，起始值为金属镁的质量，不为零，图中曲线纵坐标起点为零，C错误； D、反应过程中固体由金属镁变为氧化镁，体积变化可以忽略不计，所以玻璃容器内气体的体积不变，D正确。 故选：C。 题型02 金属与稀盐酸、稀硫酸的反应 金属与稀盐酸或稀硫酸的反应 （1）实验图示 （2）实验现象 金属 现象（与稀盐酸或稀硫酸） 反应的化学方程式 镁 反应剧烈，有大量气泡生成，生成的气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑ 锌 反应较剧烈，有较多气泡生成，生成的气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰 Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 铁 发生反应，有少量气泡生成，溶液由无色变为浅绿色，生成的气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰 Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ 铜 无明显现象 —— （3）实验结论 ①镁、锌、铁能与稀盐酸、稀硫酸反应，生成氢气，铜不能与稀盐酸、稀硫酸反应。 ②根据金属能否与稀盐酸、稀硫酸反应，可判断它们的活动性强弱；能反应的金属比不能反应的金属活动性强。金属的活动性：镁>锌>铁>铜。 ①金属与酸混合一段时间后，用燃着的小木条放在试管口点燃产生的气体，看到气体能燃烧，且产生淡蓝色火焰，由此可判断反应生成的气体是氢气。 ②实验室一般选用锌与稀硫酸反应制取氢气，因为锌与稀硫酸反应速率适中，便于收集；不选用镁，是因为镁与稀硫酸反应速率太快，来不及收集；不选用铁，是因为铁与稀硫酸反应速率太慢，实验时间太长。 ③在相同条件下，能与酸反应的金属比不能与酸反应的金属活泼；与酸反应产生气泡快的金属比产生气泡慢的金属活泼。 ④铁与稀盐酸、稀硫酸反应时，生成的铁的化合物中铁元素呈+2价。含有Fe2+的溶液均为浅绿色。 ⑤进行金属与酸反应的实验探究时，要注意控制变量，除金属种类不同外，金属的形状、大小，实验的温度，酸的种类、浓度、体积等都应相同。 ⑥金属与稀盐酸或稀硫酸反应后溶液的质量增大，是因为参加反应的金属的质量大于生成H2的质量。 【典例2】某种废旧手机部件中含有Sn（锡）、Mg、Al、Ag等。将该种废旧手机粉碎并浸入足量稀硫酸中充分反应后，过滤可回收到的金属有 A．Sn B．Mg C．Al D．Ag 【答案】D 【解析】在金属活动性顺序中，Mg、Al、Sn都排在氢前面，都能与稀硫酸发生置换反应，生成盐和氢气，而Ag排在氢后面，不能与稀硫酸反应。所以将废旧手机部件浸入足量稀硫酸充分反应后，Mg、Al、Sn会与稀硫酸反应而溶解，Ag不反应，过滤可回收到的金属是Ag。 故选D。 【变式2-1】将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述中正确的是 ①铁钉表面产生气泡  ②液体由无色逐渐变为黄色  ③铁钉的质量减轻  ④液体的质量减轻  ⑤溶液温度先升高后降低 A．①③⑤ B．①④⑤ C．②③⑤ D．①②③④ 【答案】A 【解析】铁属于比较活泼的金属，能与稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，硫酸亚铁溶液是浅绿色，可以观察到铁钉表面产生气泡，溶液由无色逐渐变为浅绿色；由化学方程式：可知，每56份质量的铁参与反应生成2份质量的氢气，溶液质量增加54份质量，反应后铁的质量会减轻、溶液质量会增加；金属与稀硫酸反应属于放热反应，随着反应的进行溶液温度升高，当反应恰好停止时，溶液温度达到最高，随着时间的推移，溶液温度慢慢降低至室温，所以①③⑤正确。 故选A。 【变式2-2】在常温下，下列物质不能由金属与稀硫酸或稀盐酸反应制得的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A、在金属活动性顺序中，锌排在氢的前面，能与盐酸反应生成氯化锌和氢气，故选项不符合题意； B、在金属活动性顺序中，铝排在氢的前面，能与硫酸反应生成硫酸铝和氢气，故选项不符合题意； C、在金属活动性顺序中，镁排在氢的前面，能与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，故选项不符合题意； D、在金属活动性顺序中，铜排在氢的后面，不能和稀硫酸反应，故选项符合题意。 故选D。 【变式2-3】关于铁与稀硫酸的反应，以下说法错误的是（　　） A．生成硫酸铁和氢气 B．属于置换反应 C．溶液变浅绿色 D．溶液的质量一定增加 【答案】A 【解析】铁与稀硫酸的反应： A. 生成硫酸亚铁和氢气，故A错误； B. 该反应是单质与化合物反应生成另一种单质与化合物的反应，属于置换反应，故B正确； C. 生成硫酸亚铁溶液，含有亚铁离子，溶液变浅绿色，故C正确； D. ，硫酸的相对分子质量为98，硫酸亚铁的相对分子质量为152，故溶液的质量一定增加，故D正确； 故选A。 题型03 置换反应的判断 1.置换反应的概念与特征 ①由于置换反应是单质与化合物反应生成新的单质和新的化合物的反应，单质中元素的化合价为0,化合物中各元素的化合价不为0,因此置换反应中一定有元素化合价的变化。 ②有单质和化合物参加的反应不一定是置换反应，如 CH4+2O22H2O+CO2。 ③有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应，如CO+CuOCu+CO2。 ④置换反应属于化学反应的基本反应类型。 2.置换反应的常见类型 常见类型 示例 金属置换非金属 Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ 金属置换金属 Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 非金属置换金属 2CuO+C2Cu+CO2↑ 【典例3】下列属于置换反应的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】置换反应由一种单质与一种化合物反应生成一种新的单质与一种新的化合物。 【解析】A、该反应由一种物质反应生成两种物质，属于分解反应，不属于置换反应，A选项错误； B、该反应由一种单质与一种化合物反应生成一种新的单质与一种新的化合物，属于置换反应，B选项正确； C、该反应由两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，不属于置换反应，C选项错误； D、该反应由一种单质与一种化合物反应生成两种化合物，不属于置换反应，D选项错误。 故选：B。 【变式3-1】下列化学方程式符合题意且书写、基本反应类型正确的是 A．不能用铁制容器配制波尔多液：  置换反应 B．证明铜的活动性比银强：  置换反应 C．铝制品具有良好的抗腐蚀性：  化合反应 D．用赤铁矿炼铁：  置换反应 【答案】C 【解析】A、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式应为，错误； B、氯化银难溶于水，铜不能与氯化银反应，错误； C、铝与氧气反应生成氧化铝，化学方程式为，且该反应由两种物质反应生成一种物质，是化合反应，正确； D、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，该反应的反应物是两种化合物，不属于置换反应，错误。 故选C。 【变式3-2】下列应用的原理（ 用化学方程式表示）及基本反应类型均正确的是 A．用红磷测定空气中氧气含量：4P+5O22P2O5  氧化反应 B．用赤铁矿高炉炼铁：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 置换反应 C．除去铜中少量铁粉的方法之一：2Fe+6HCl═2FeCl3+3H2↑ 置换反应 D．氧化汞受热分解：2HgO2Hg+O2↑ 分解反应 【答案】D 【解析】A、用红磷测定空气中氧气含量：4P+5O22P2O5 氧化反应不是基本反应类型，该反应基本反应类型为化合反应，错误； B、用赤铁矿高炉炼铁：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ，置换反应是一种单质和一种化合物反应生成一种单质和一种化合物，赤铁矿高炉炼铁生成物中没有单质，所以不是置换反应，错误； C、置换反应中化合物中铁元素的化合价为+2价，正确的方程式为Fe+2HCl═FeCl2+H2↑ ，错误； D、氧化汞受热分解：2HgO2Hg+O2↑ 基本反应类型为分解反应，正确； 故选D。 【变式3-3】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应： ①     ② （1）反应①中X的化学式为 。 （2）反应②的基本反应类型是 反应。 【答案】（1）CO （2）置换 【解析】（1）由方程式可知，反应前含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、2、2，反应后除去2X外，含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、0、0，根据反应前后原子的种类和个数不变，故2X中含有2个C和2个O，所以X为CO； （2）反应②是由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的化学反应，属于置换反应。 题型04 实验验证金属活动性顺序 1.探究铝、铜、银的金属活动性顺序 （1）实验步骤图示 （2）实验现象 实验内容 现象 化学方程式 金属活动性比较 将铝丝浸入硫酸铜 溶液中 铝丝上有紫红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变为无色 2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu Al＞Cu 将铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝上有银白色物质生成，溶液由无色逐渐变为蓝色 Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag Cu＞Ag 将铜丝浸入硫酸铝溶液中 —— 无明显现象 不反应 Al＞Cu （3）实验结论 ①铝能置换出硫酸铜溶液中的铜，铜能置换出硝酸银溶液中的银，铜不能从硫酸铝溶液中置换出铝。 ②Al、Cu、Ag的金属活动性顺序为Al>Cu>Ag。 ①用砂纸打磨金属丝的目的是除去金属表面的氧化膜及污物。 【典例4】像科学家一样“做科学”——探秘金属的活动性顺序。 某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计如图甲所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过，其形状和大小相同，稀盐酸的浓度和用量也相同) （1）实验前用砂纸打磨金属的目的是 。 （2）一段时间后，观察到B试管中的实验现象为 ，这说明铜比银的金属活动性 (填“强”或“弱”)，该反应的化学方程式为： ，该反应属于 (填写基本反应类型)。 （3）甲同学认为通过实验A和C可比较锌和铁的金属活动性，他依据的实验现象是 。 （4）乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序，因此在上述实验的基础上，乙同学又补做了一个实验，装置如图乙所示，且实现了探究目的。乙同学的实验：X、Y物质分别为： 。 【拓展与延伸】 （5）好奇的小华在老师的指导下，把过量的铁粉加入氯化铜和氯化镁的混合溶液中，充分反应后，过滤，留在滤纸上的物质是_______ A．Fe和Cu B．Cu C．Fe D．Mg和Cu 【答案】（1）除去金属表面的氧化膜 （2）铜片表面有银白色物质析出，溶液由无色变为蓝色 强 置换反应 （3）锌与稀盐酸反应比铁与稀盐酸反应剧烈 （4）Fe、CuSO4溶液（合理即可） （5）A 【解析】（1）金属在空气中其表面能生成一层氧化膜，氧化膜会阻止金属与药品接触，所以实验前用砂纸打磨金属的目的是除去金属表面的氧化膜。 （2）在金属活动性顺序中，铜排在银的前面，所以铜能与硝酸银反应生成银和硝酸铜，观察到B试管中的实验现象为铜片表面有银白色物质析出，溶液由无色变为蓝色，这说明铜比银的金属活动性强。 该反应的化学方程式为，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应。 （3）甲同学判断锌和铁的金属活动性的依据   金属与酸反应时，金属的活动性越强，反应越剧烈。通过实验A、C可比较锌和铁的金属活动性，依据的实验现象是锌与稀盐酸反应比铁与稀盐酸反应剧烈。 （4） 通过上述实验A、C得出活动性锌>铁，B实验得出活动性铜>银，但不能比较铁和铜的金属活动性，所以设计实验证明铁和铜的金属活动性顺序即可，可将铁放入硫酸铜溶液中，所以X、Y物质分别为Fe、CuSO4溶液（合理即可）。 （5）金属活动性顺序中，镁>铁>铜，把过量的铁粉加入氯化铜和氯化镁的混合溶液中，铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，铁和氯化镁不反应。 充分反应后，过滤，留在滤纸上的物质是生成的铜和过量的铁，故A符合题意。 【变式4-1】化学小组设计如图所示实验验证铝、铁、铜的金属活动性顺序。 （1）试管Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。 （2）实验结束后发现上述实验并不能验证铝、铁、铜的金属活动性顺序，请你补充一个实验方案继续验证，写出实验所用的试剂 (任写一组，合理即可)。 （3）实验结束后，同学们观察到三支试管底部均有固体剩余，然后将三支试管中的物质全部倒入洁净的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法不正确的是___________(填字母)。 A．烧杯中一定能观察到有气泡产生 B．滤渣中最多含有2种金属 C．得到的滤液可能为无色 【答案】（1）Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑ （2）铝丝和硫酸亚铁溶液(合理即可) （3）B 【解析】（1）试管Ⅱ中是铁粉与稀盐酸反应的化学方程式为Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑。 （2）现有实验：试管Ⅰ中铜粉与稀盐酸不反应，说明Cu的金属活动性位于H之后；试管Ⅱ中铁粉与稀盐酸反应，说明Fe的金属活动性位于H之前；试管Ⅲ中铝粉与硫酸铜溶液反应，说明金属活动性Al>Cu。但无法验证Al和Fe的金属活动性顺序。要验证Al和Fe的金属活动性，可利用“金属与金属化合物溶液反应，活动性强的金属能置换出活动性弱的金属”的原理。比如选择铝丝和硫酸亚铁溶液，若铝丝放入硫酸亚铁溶液中，溶液由浅绿色逐渐变为无色，说明铝能置换出铁，金属活动性Al>Fe；或者选择铁丝和氯化铝溶液，若铁丝放入氯化铝溶液中无明显现象，说明铁不能置换出铝，金属活动性Al>Fe等。。 （3）三支试管底部均有固体剩余，固体一定有铜(试管I和III)、铁(试管II)，也可能有铝(试管III)，将三支试管中的物质倒入烧杯后，试管I一定有稀盐酸，混合后铁与稀盐酸反应会生成气体，故烧杯中一定能观察到有气泡产生，A正确；若铝过量，滤渣中可能含有铜、铁、铝三种金属，B不正确；若铝的量足够多，能与氯化亚铁(浅绿色)、硫酸铜(蓝色)完全反应，此时滤液为无色，C正确； 故选：B。 【变式4-2】某化学兴趣小组的同学，为了比较金属与铁、铜的金属活动性强弱，进行如下探究活动： 【查阅资料】铁的活动性比铜强。 【进行猜想】对三种金属的活动性顺序做出如下猜想： （1）猜想一：；猜想二： ；猜想三：。 【收集证据】 （2）为了验证哪一种猜想成立，甲、乙、丙三位同学分别展开实验探究 主要操作 主要现象 实验结论 甲 将打磨好的丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中 乙 将打磨好的粗细相同的R丝、铁丝，分别插入体积和溶质质量分数都相同的稀盐酸中 R丝表面产生气泡速率比铁丝表面产生气泡速率 （选填“快”或“慢”） 丙 将打磨好的粗细相同的R丝、铁丝，分别在空气中点燃 R丝在空气中剧烈燃烧，铁丝在空气中 【归纳总结】 （3）他们总结得出比较金属活动性强弱的常见方法有以下三种： ①金属与氧气反应的难易和剧烈程度。 ②金属与酸溶液是否反应或反应的剧烈程度。 ③金属与 是否反应。 【答案】（1）Fe>R>Cu （2）R丝表面有红色固体析出 快 不能燃烧 猜想一成立 （3）盐溶液 【解析】（1）铁比铜活泼，但不确定金属R的金属活动性顺序，结合其他猜想，可知猜想二为：Fe>R>Cu。 （2）由于R丝在空气中剧烈燃烧，但铁丝在空气中不能燃烧，说明R比铁活泼，则说明金属活动性顺序：； R比铜活泼，则R能将铜从硫酸铜溶液中置换出来，则可观察到R丝表面有红色固体析出； 由于R比铁活泼，在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能和稀盐酸反应，且金属越活泼，反应越剧烈，则可观察到R丝表面产生气泡速率比铁丝表面产生气泡速率快； 铁丝在空气中不能燃烧，则结合前面猜想可知，结论为猜想一成立。 （3）比较金属活动性顺序时，除了根据金属与氧气、酸溶液的反应外，还可根据金属与盐溶液是否反应来确定。 【变式4-3】47中学实验小组的同学在学习了金属的化学性质后，对探究镍(Ni)、锌(Zn)、铜(Cu)的活泼性的强弱有了浓厚的兴趣，进行如下探究活动： 【提出假设】 （1）结合已知的金属活动性顺序，小组同学对三种金属的活泼性顺序提出三种可能的假设： a．    b．    c． 【查阅资料】 ①Ni为银白色固体 ②在金属化合物中显+2价 ③溶液呈绿色。 【探究活动一】 （2）甲同学的实验： 将等质量的和放入有固定挡板的U型管的两侧，同时向两侧加入等质量分数、足量的稀硫酸，观察到两边银白色金属表面均有气泡产生，当实验结束且冷却到室温后，注射器的活塞最终停留位置所对应的刻度数Ni Zn(填“大于”或“小于”或“等于”)，产生此现象的原因： 。 A．金属与酸反应放热        B．产生气体的量 【得出结论】 （3）甲同学认为通过实验现象和注射器内的毫升数，可以得出猜想c成立。 甲同学得出的结论是否正确？ (填“是”或“否”)。 （4）乙同学继续了甲同学的实验： 向甲实验后的左侧U型管内加入足量的锌粒，观察到 的明显现象，得出猜想c成立。 【探究活动二】 （5）丙同学在上述活动的基础上，想通过一次实验验证镍、锌、铜的金属活动性，设计了右图的实验，通过现象也可得出猜想成立。集气瓶中的金属B为 ，请写出溶液X与金属B反应的化学方程式： (一种即可)。 【思维拓展】 （6）丁同学将镍加入到过量的稀硫酸中充分反应，测得溶液质量为308.55g，再加入13g的锌，恰好完全反应，过滤，得到312.6g溶液，则最开始加入镍的质量为 。 【答案】（1） （2）大于 B （3）否 （4）溶液由绿色变为无色(银白色固体表面有银白固体析出) （5）Ni 或者 （6） 【解析】（1）已知锌的金属活动性大于铜，故猜想a：Zn＞Cu＞Ni，猜想b：Ni＞Zn＞Cu，则猜想c：Zn＞Ni＞Cu； （2）每65份质量锌生成两份质量氢气，每59份质量镍生成两份质量氢气，故等质量的Ni和Zn完全反应，实验结束且冷却到室温后，镍生成氢气更多，活塞中气体体积更大，故填：大于；B； （3）甲同学仅通过实验现象和注射器内的毫升数，不能得出猜想c成立，因为金属的活动性强弱与产生的氢气的量无关； （4）依据结论：猜想c成立，活动性：Zn＞Ni，所以向甲实验后的溶液中加入锌后，锌与硫酸镍反应生成镍和硫酸锌，可观察到溶液由绿色变为无色，银白色固体表面有银白色固体析出； （5）依据结论：猜想c成立，活动性：Zn＞Ni＞Cu，金属B为镍，溶液X可以是硫酸溶液或盐酸，镍与硫酸反应生成氢气和硫酸镍，化学方程式为或；生成的氢气使装置内压强增大，将生成的硫酸镍溶液压入两边烧杯中，分别与锌、铜接触，可判断出三种金属的活动性顺序； （6）丁同学将镍加入到过量的稀硫酸中充分反应，反应后的溶液中含有硫酸镍和过量的硫酸，加入锌，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，锌与硫酸镍反应生成镍和硫酸锌，设与硫酸反应的锌的质量为x，则与硫酸镍反应的锌的质量为13g-x， 溶液增加的质量为两个反应的质量差，即，解得x=3.25g，则与硫酸镍反应的锌的质量为13g-3.25g=9.75g， 设最开始加入镍的质量为y y=8.85g 故最开始加入镍的质量为8.85g。 题型05 金属活动性顺序的应用 1.常见金属的活动性顺序（重点，必背） ①金属与酸反应的条件：氢之前，能置换；常见酸，稀盐酸，稀硫酸。（硝酸、浓硫酸具有氧化性，与金属不发生置换反应） ②金属与金属化合物反应的条件：强换弱，盐要溶；钾钙钠，要除外。意思是在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来；金属化合物必须可溶；金属还要排除K、Ca、Na三种金属，因为这三种金属的活动性太强，加入金属化合物溶液中时先与水反应。 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，它的活动性就越强。如金属活动性：Zn>Fe,Cu>Ag。 （2）判断金属与稀盐酸、稀硫酸能否发生置换反应 在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。如Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,而Cu位于氢后面，不能与稀盐酸、稀硫酸反应。 （3）判断金属与金属化合物溶液能否发生置换反应 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，如Cu+2AgNO₃===2Ag+Cu(NO3)2 【典例5】现有 a、b、c 三种金属片分别加入稀硫酸中，a、c 表面有气泡产生，b 无变 化；把 a 加入 c 的硫酸盐溶液中，a 表面析出 c．则这三种金属的活动性顺序为 A．b>a>c B．a>b>c C．c>a>b D．a>c>b 【答案】D 【解析】把 a、b、c 三种金属片分别加入稀硫酸中，a、c 表面有气泡产生，b无变化，说明活动性a、c在氢之前，b位于氢后；把 a 加入 c 的硫酸盐溶液中，a 表面析出c，说明活动性a大于c，则三种金属的活动性为a＞c＞b。 故选D。 【变式5-1】已知金属M、Fe和H活动性强弱关系为：，下列说法中不正确的是 A．金属M可以是Mg或Sn B．将金属M放入稀硫酸中，会有气泡冒出 C．将金属M放入溶液中，金属表面有红色固体析出 D．若金属铁（足量）放入溶液中，溶液变为浅绿色 【答案】A 【解析】A.金属M、Fe和H活动性强弱关系为：，金属M可以是Sn，不能是Mg，Mg的活动性比强Fe，故A错误； B.在金属活动性顺序表中，金属M排在氢前面，金属M能与稀硫酸反应生成氢气，所以将金属M放入稀硫酸中，会有气泡冒出，故B正确； C.金属M的活动性比铜强，将金属M放入溶液中，会置换出铜，金属M表面有红色固体析出，故C正确； D.铁的活动性比M强，金属铁（足量）放入溶液中，反应生成M和硝酸亚铁，溶液变为浅绿色，故D正确。 故选：A。 【变式5-2】甲、乙、丙三种金属，用甲制的容器不能盛放丙盐的水溶液，用乙制的容器却可以盛放丙盐的水溶液。由此推断三种金属的活动性由强到弱的顺序是 A．乙＞甲＞丙 B．甲＞丙＞乙 C．丙＞甲＞乙 D．甲＞乙＞丙 【答案】B 【解析】甲、乙、丙三种金属，用甲制的容器不能盛放丙盐的水溶液，说明甲能置换出丙盐中的丙，则金属活动性甲＞丙，用乙制的容器可以盛放丙盐的水溶液，说明乙与丙盐不反应，则金属活动性丙＞乙，故三种金属的活动性由强到弱的顺序是甲＞丙＞乙，故选：B。 【变式5-3】有X、Y、Z三种金属，若将X、Y、Z分别放入一定质量的稀盐酸中，只有X表面产生气泡：若将Z放到Y（NO3）2溶液中，Z表面无现象，则X、Y、Z三种金属活动性顺序是 A．Y>Z>X B．X>Y>Z C．X >Z>Y D．Y>X>Z 【答案】B 【解析】将X、Y、Z三种金属分别放入稀硫酸中，只有X表面有气泡产生，说明X能与稀盐酸反应，Y、Z不能与稀盐酸反应，即X＞Y、Z；若将Z放到Y（NO3）2溶液中，Z表面无现象，，说明Z的金属活动性比Y弱；则X、Y、Z的金属活动性由强到弱的顺序是X>Y>Z。 故选：B。 题型06 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若金属过量，酸被消耗完，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)=m(金属)× ，其中n表示生成物中金属元素化合价的数值，R表示金属的相对原子质量。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。 【典例6】向等质量的金属X、Y中逐滴加入稀硫酸至过量(X、Y在化合物中的化合价都是+2价)，生成氢气与消耗硫酸的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．X、Y与稀硫酸的反应属于置换反应 B．b点时，消耗H2SO4的质量：X>Y C．由图可知相对原子质量：X<Y D．由图可知金属活动性顺序：X>Y 【答案】D 【解析】A、金属与稀硫酸的反应符合“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，属于置换反应，正确； B、a点时Y反应完，故b点时，消耗H2SO4的质量：X>Y。正确； C、当金属元素在化合物中的化合价相同时，等质量的金属与过量稀硫酸反应，相对原子质量越小，产生氢气越多，生成氢气的质量：X＞Y，故相对原子质量：X<Y。正确； D、由图中信息无法得到两种金属与酸反应生成氢气的快慢，也无法判断两种金属的活动性顺序，错误。 故选D。 【变式6-1】等质量的锌、铁两种金属与足量的盐酸反应，生成氢气的质量与时间的关系如下图所示，则下列说法正确的是 A．甲金属的活动性比乙强 B．生成氢气的质量是甲小于乙 C．甲是金属铁，乙是金属锌 D．参加反应的盐酸的质量一定相等 【答案】C 【解析】A、乙完全反应所需时间短，说明乙金属的活动性比甲强，A 错误； B、由图可知，生成氢气质量甲大于乙，B 错误； C、锌比铁活泼，反应快，则甲是金属铁，乙是金属锌，C 正确； D、根据、，生成氢气质量不同，则参加反应的盐酸质量不同，D 错误。 故选C。 【变式6-2】现将等质量且形状相同的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量随反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是 （已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2）。 A．相对原子质量；丙<乙<甲 B．金属活动性：丙<甲<乙 C．消耗硫酸的质量：甲<乙<丙 D．甲、乙、丙可能分别是锌、铁、镁 【答案】B 【解析】A、等质量的金属与足量的稀硫酸反应且生成物中金属元素均为+2价时，产生氢气的质量与金属的相对原子质量成反比，结合图像可知，相对原子质量由大到小的顺序为丙>乙>甲，故选项错误； B、金属越活泼，与酸反应产生气体速率越快，单位时间内产生的气体越多，结合图像可知，金属活动性为丙<甲<乙，故选项正确； C、金属与酸反应生成氢气时，氢气来源于酸中的氢元素，所以生成的氢气与消耗的酸的多少顺序一致，故消耗酸的质量为甲>乙>丙，故选项错误； D、由金属的活泼性：乙>甲>丙，及相对原子质量：丙>乙>甲，可知甲、乙、丙不可能分别为锌、铁、镁，故选项错误； 故选：B。 【变式6-3】（多选）等质量的镁和锌分别放置在两只烧杯中，向其中分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸，下图一定不正确的是 A．B．C． D． 【答案】BD 【解析】镁（Mg）和锌（Zn）与稀硫酸反应的化学方程式分别为：、。镁的金属活动性比锌强，所以反应速率镁比锌快，即相同时间内镁产生氢气的质量比锌多；从产生氢气的质量看，每24份质量的镁能反应生成2份质量的氢气，每65份质量的锌能反应生成2份质量的氢气，等质量的镁和锌与足量稀硫酸反应，镁产生氢气的质量比锌多。 A、该图表示镁反应速率快，且最终产生氢气质量镁比锌多，符合实际反应情况，正确； B、此图表示锌反应速率快，不符合实际反应情况，错误； C、该图横坐标是稀硫酸质量，在金属未完全反应时，消耗等量稀硫酸应产生等量氢气，当金属完全反应后，镁产生氢气更多，此图符合反应情况，正确； D、在金属未完全反应时，消耗等量稀硫酸应产生等量氢气；另外，等质量的镁和锌与足量稀硫酸反应，镁产生氢气质量比锌多，而此图表示在金属未完全反应时，消耗等量稀硫酸应产生氢气的质量不等，最终锌和镁产生氢气一样多，不符合实际情况，错误。 故选BD 题型07 滤液滤渣成分分析 1.金属与金属化合物溶液反应后滤渣、滤液成分的判断 （1）将题目中涉及的金属按活动性由强到弱的顺序排列。 （2）根据金属与金属化合物溶液发生置换反应的规律[活动性强的金属(K、Ca、Na除外)可以把活动性弱的金属从其化合物溶液中置换出来，金属活动性差距越大越先反应],按反应的先后顺序正确书写相关化学方程式。 （3）由置换反应规律得出结论：①滤渣中一定含有活动性最弱的金属单质；②滤液中一定含有活动性最强的金属的离子。 （4）根据以上结论和题意对“可能含有”的物质进行具体分析和判断。 如向AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液中加锌粉： 反应进行程度 滤渣成分 滤液成分 图示分析 ①锌与部分硝酸银反应 Ag AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2 ②锌与硝酸银恰好完全反应 Ag Cu(NO3)2、Zn(NO3)2 ③硝酸银完全反应，锌与部分硝酸铜反应 Ag、Cu Cu(NO3)2、Zn(NO3)2 ④硝酸银完全反应，锌与硝酸铜恰好完全反应 Ag、Cu Zn(NO3)2 ⑤锌有剩余，硝酸银、硝酸铜完全反应 Ag、Cu、Zn Zn(NO3)2 【典例7】（多选）将铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中，反应结束后有固体剩余。下列说法正确的是 A．剩余固体肯定含有银 B．剩余固体肯定是银和铜 C．反应后溶液中一定有和 D．反应后溶液中一定含有亚铁离子，可能含有银离子和铜离子 【答案】AD 【分析】三种金属的活动性顺序是铁>铜>银，故铁先和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，若铁完全反应后还有硝酸银则才会发生铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，据此分析； 【解析】A、根据分析可知，剩余的固体中一定含有银，选项正确； B、根据分析，只有在铁完全反应后，硝酸银有剩余时才会生成铜，故可能含有铜，选项错误； C、根据分析，反应后溶液中一定含有亚铁离子，而只有在发生了铜和硝酸银的反应时才会生成铜离子，故可能含有铜离子，选项错误； D、根据分析，反应后溶液中一定含有亚铁离子，可能含有银离子和铜离子，选项正确； 故选：AD。 【变式7-1】（多选）向一定质量的和的混合溶液中加入一定质量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤液M和滤渣N。向滤渣N中加入稀盐酸，有无色气体产生，根据实验现象分析判断下列说法中，正确的是 A．滤液M的颜色一定为无色 B．滤渣N中一定有铜和铁 C．滤液M中一定含有两种金属离子 D．滤渣N的质量一定小于加入锌粉的质量 【答案】BD 【分析】在金属活动性顺序中，铜、锌、铁的活动性顺序为锌＞铁＞铜，所以向FeCl2和CuCl2的混合溶液中投入一些锌粉，锌先与氯化铜反应，生成了氯化锌和铜，当氯化铜完全反应后，锌再与氯化亚铁的反应，生成氯化锌和铁，充分反应后过滤，得滤液M和滤渣N，向滤渣N中加入稀盐酸，有气泡产生，说明了滤渣N中一定有铁、铜，可能有锌，溶液中的CuCl2完全发生了反应，滤液M中一定含氯化锌，可能含氯化亚铁，一定没有氯化铜。 【解析】A.由分析可知，向滤渣N中加入稀盐酸，有气泡产生，说明了滤渣中一定有铁，但无法确定反应的进行程度，氯化亚铁溶液可能有剩余，如果有剩余滤液M为浅绿色，如果没有剩余滤液M为无色，故选项说法错误，不符合题意； B.由分析可知，滤渣N中一定有铁、铜，可能有锌，故选项说法正确，符合题意； C.由分析可知，滤液M中一定含氯化锌，可能含氯化亚铁，一定没有氯化铜，因此，滤液M中一定含有一种金属离子，故选项说法错误，不符合题意； D.由方程式，可知，锌置换出铜或铁都会使固体的质量减小，所以滤渣N的质量小于加入锌粉的质量，故选项说法正确，说法符合题意，故选BD 【变式7-2】（多选）向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入m克Zn，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量，得到质量为m克的滤渣。下列说法正确的是 A．反应后的滤液中可能含有AgNO3、Cu(NO3)2，一定含有Zn(NO3)2 B．取反应后的滤液观察，滤液一定呈蓝色 C．取滤渣滴加硫酸，可能有气泡产生 D．滤液中的溶质至多有两种，滤渣中的物质至少有两种 【答案】CD 【分析】在金属活动性顺序表中，金属活动性锌＞铜＞银，向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入m克Zn，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，多余的锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，反应是关系式为，,反应前后固体质量都是mg，说明硝酸银被置换完了，硝酸铜也发生了置换反应，因此滤渣一定含有银和铜，可能含有锌；滤液一定含有硝酸锌，可能含有硝酸铜，一定没有硝酸银。 【解析】A、反应是关系式为，，反应前后固体质量都是mg，说明硝酸银被置换完了，硝酸铜也发生了置换反应，因此滤液一定含有硝酸锌，可能含有硝酸铜，一定没有硝酸银，故A选项不符合题意； B、反应前后固体质量都是mg，说明硝酸银被置换完了，硝酸铜也发生了置换反应，因此滤液一定含有硝酸锌，可能含有硝酸铜，则取反应后的滤液观察，滤液可能呈蓝色，故B选项不符合题意； C、反应前后固体质量都是mg，说明硝酸银被置换完了，硝酸铜也发生了置换反应，因此滤渣一定含有银和铜，可能含有锌，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，则取滤渣滴加稀硫酸，可能有气泡产生，故C选项符合题意； D、反应前后固体质量都是mg，说明硝酸银被置换完了，硝酸铜也发生了置换反应，因此滤渣一定含有银和铜，可能含有锌，则滤渣中的物质至少有两种；滤液一定含有硝酸锌，可能含有硝酸铜，一定没有硝酸银，则滤液中的溶质至多有两种，故D选项符合题意。 故选CD。 【点睛】在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，且置换时先把最弱的金属置换出来。 【变式7-3】将一定量硝酸铜溶液加入锌和铁的混合物中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。 （1）第1步：排顺序。锌、铁、铜三种金属的活动性由强到弱的顺序为 。 （2）第2步：写反应。依据“远距离先置换”，写出先后发生反应的化学方程式为 （先）、 （后）。 （3）第3步：分情况。根据加入硝酸铜溶液的质量分析： 反应进行程度 滤渣成分 滤液成分 ①硝酸铜少量，与部分锌反应 ②硝酸铜与锌恰好完全反应 ③锌完全反应，硝酸铜与部分铁反应 ④锌完全反应，硝酸铜与铁恰好完全反应 ⑤硝酸铜有剩余，锌、铁均完全反应 （4）第4步：做判断。根据题干信息并结合表格中“共同的物质一定有，其余物质可能有”进行分析判断。 ①若滤液为无色，则滤渣中一定含有 （填化学式，后同）：滤液中一定不含 。 ②若向滤渣中加入稀硫酸，无明显现象，则滤液的组成情况有 种。 ③若向滤液中加入镁粉，有红色固体析出，则滤液中一定含有 ；滤渣中一定不含 。 ④若金属混合物的质量为，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥后称得质量仍为，则滤液中一定含有 ，滤渣中的物质最多有 种。 【答案】（1）Zn>Fe>Cu （2） （3）Zn、Fe、Cu Zn(NO3)2 Fe、Cu Zn(NO3)2 Fe、Cu Zn(NO3)2、Fe(NO3)2 Cu Zn(NO3)2、Fe(NO3)2 Cu Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)2 （4）Fe、Cu Cu(NO3)2、Fe(NO3)2 2/两 Zn(NO3)2、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Zn、Fe Zn(NO3)2、Fe(NO3)2 2/两 【解析】（1）锌、铁、铜三种金属的活动性由强到弱的顺序为：Zn>Fe>Cu； （2）将一定量硝酸铜溶液加入锌和铁的混合物中，因为Zn>Fe>Cu，所以：锌先与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，铁再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，先后发生反应的化学方程式为、； （3）①硝酸铜少量，与部分锌反应，锌有剩余，铁没有反应，锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，所以滤渣中有：Zn、Fe、Cu，滤液中有：Zn(NO3)2； ②硝酸铜与锌恰好完全反应，铁没有反应，锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，所以滤渣中有：Fe、Cu，滤液中有：Zn(NO3)2； ③锌完全反应，硝酸铜与部分铁反应，铁有剩余，锌先与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，铁再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，所以滤渣中有：Fe、Cu，滤液中有：Zn(NO3)2、Fe(NO3)2； ④锌完全反应，硝酸铜与铁恰好完全反应，锌先与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，铁再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，所以滤渣中有：Cu，滤液中有：Zn(NO3)2、Fe(NO3)2； ⑤硝酸铜有剩余，锌、铁均完全反应，锌先与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，铁再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，所以滤渣中有：Cu，滤液中有：Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)2； （4）①若滤液为无色，说明滤液中只有硝酸锌，是因为锌过量或锌和硝酸铜恰好完全反应，铁没有参加反应，则滤渣中一定含有Fe、Cu，滤液中一定不含Cu(NO3)2、Fe(NO3)2； ②若向滤渣中加入稀硫酸，无明显现象，说明滤渣中只有铜，可能是锌完全反应，硝酸铜与铁恰好完全反应或硝酸铜有剩余，锌、铁均完全反应，则滤液的组成情况有：Zn(NO3)2、Fe(NO3)2，Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)2两种情况； ③若向滤液中加入镁粉，有红色固体析出，说明滤液中含有硝酸铜，所以锌和铁已完全反应，则滤液中一定含有Zn(NO3)2、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2；滤渣中一定不含Zn、Fe； ④根据反应关系、可知，锌完全反应，铁部分或全部反应，所以滤液中一定含有：Zn(NO3)2、Fe(NO3)2，滤渣为Cu或Cu、Fe。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题2 金属的化学性质 题型01 金属与氧气的反应 题型02 金属与稀盐酸、稀硫酸的反应 题型03 置换反应的判断 题型04 实验验证金属活动性顺序 题型05 金属活动性顺序的应用 题型06 金属与酸反应的图像分析 题型07 滤液滤渣成分分析 题型01 金属与氧气的反应 1.金属与氧气的反应 镁、铝、铁、铜、金与氧气反应的情况如下表： 反应条件 金属 现象 化学方程式 常温(点燃时也能反应) 镁 常温下打磨过的镁条在空气中表面逐渐 ；在空气中点燃时，发出 ，放出大量的热，生成 在空气中点燃： 铝 常温下打磨过的铝在空气中表面会逐渐 ；在纯氧中点燃时，剧烈燃烧，发出 ，放出大量的热，生成 常温下： 点燃或加热时才能反应 铁 常温下在干燥的空气中，铁很难与氧气反应；在氧气中点燃时， ，生成 ，放出大量的热 在氧气中点燃： 铜 常温下在干燥的空气中，铜很难与氧气反应；在空气中 时，表面会生成 物质 在空气中加热： 高温不反应 金 即使在高温时也不与氧气反应 ①金属与氧气反应的难易程度，也可在一定意义上反映出金属的活泼程度，即镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。 ②铝的抗腐蚀性能好的原因是 。因此，铝具有很好的抗腐蚀性能(而非铝不活泼)。利用铝的这一特性，可以用铝粉制成“银粉漆”涂在暖气片表面。 ③“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不会与氧气反应。所以可以利用灼烧法鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金，灼烧时无现象的是黄金，表面变黑的是黄铜。 2.结论 【典例1】下列物质与氧气反应会生成黑色固体的是 A．铜丝 B．木炭 C．硫粉 D．氢气 【变式1-1】九3班苏同学取一段细铁丝，在自己收集的氧气中点燃，却没有观察到“火星四射”的现象。造成此实验失败的原因不可能是 A．收集到的氧气量太少或纯度太低 B．实验前没有打磨铁丝 C．铁丝的温度不够 D．集气瓶底部没有放少量水或细沙 【变式1-2】下列说法中不正确的是 A．镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，因此可用来制造照明弹 B．“真金不怕火炼”，说明金的化学性质稳定 C．金属与氧气发生化学反应时，都需要在点燃或加热的条件下才能发生 D．铝制品抗腐蚀性强，是因为铝表面有一层致密的氧化膜，阻止了铝进一步被氧化 【变式1-3】在一密闭的玻璃容器中，一定质量的金属镁与过量的氧气在点燃的条件下充分反应，下列玻璃容器内各相关量与时间的对应关系错误的是 A． B． C． D． 题型02 金属与稀盐酸、稀硫酸的反应 金属与稀盐酸或稀硫酸的反应 （1）实验图示 （2）实验现象 金属 现象（与稀盐酸或稀硫酸） 反应的化学方程式 镁 反应剧烈，有 气泡生成，生成的气体能够燃烧并产生 火焰 锌 反应较剧烈，有 气泡生成，生成的气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰 铁 发生反应，有 气泡生成，溶液由无色变为 ，生成的气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰 铜 无明显现象 —— （3）实验结论 ①镁、锌、铁能与稀盐酸、稀硫酸反应，生成氢气，铜不能与稀盐酸、稀硫酸反应。 ②根据金属能否与稀盐酸、稀硫酸反应，可判断它们的活动性强弱；能反应的金属比不能反应的金属活动性 。金属的活动性：镁>锌>铁>铜。 ①金属与酸混合一段时间后，用燃着的小木条放在试管口点燃产生的气体，看到气体能燃烧，且产生淡蓝色火焰，由此可判断反应生成的气体是氢气。 ②实验室一般选用锌与稀硫酸反应制取氢气，因为锌与稀硫酸反应速率适中，便于收集；不选用镁，是因为镁与稀硫酸反应速率太快，来不及收集；不选用铁，是因为铁与稀硫酸反应速率太慢，实验时间太长。 ③在相同条件下，能与酸反应的金属比不能与酸反应的金属 ；与酸反应产生气泡快的金属比产生气泡慢的金属 。 ④铁与稀盐酸、稀硫酸反应时，生成的铁的化合物中铁元素呈 价。含有Fe2+的溶液均为 色。 ⑤进行金属与酸反应的实验探究时，要注意控制变量，除金属种类不同外，金属的 、 ，实验的温度，酸的种类、 、 等都应相同。 ⑥金属与稀盐酸或稀硫酸反应后溶液的质量 ，是因为参加反应的金属的质量 生成H2的质量。 【典例2】某种废旧手机部件中含有Sn（锡）、Mg、Al、Ag等。将该种废旧手机粉碎并浸入足量稀硫酸中充分反应后，过滤可回收到的金属有 A．Sn B．Mg C．Al D．Ag 【变式2-1】将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述中正确的是 ①铁钉表面产生气泡  ②液体由无色逐渐变为黄色  ③铁钉的质量减轻  ④液体的质量减轻  ⑤溶液温度先升高后降低 A．①③⑤ B．①④⑤ C．②③⑤ D．①②③④ 【变式2-2】在常温下，下列物质不能由金属与稀硫酸或稀盐酸反应制得的是 A． B． C． D． 【变式2-3】关于铁与稀硫酸的反应，以下说法错误的是（　　） A．生成硫酸铁和氢气 B．属于置换反应 C．溶液变浅绿色 D．溶液的质量一定增加 题型03 置换反应的判断 1.置换反应的概念与特征 ①由于置换反应是单质与化合物反应生成新的单质和新的化合物的反应，单质中元素的化合价为0,化合物中各元素的化合价不为0,因此置换反应中 元素化合价的变化。 ②有单质和化合物参加的反应 是置换反应，如 CH4+2O22H2O+CO2。 ③有单质和化合物生成的反应也 是置换反应，如CO+CuOCu+CO2。 ④置换反应 化学反应的基本反应类型。 2.置换反应的常见类型 常见类型 示例 金属置换非金属 Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ 金属置换金属 Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 非金属置换金属 2CuO+C2Cu+CO2↑ 【典例3】下列属于置换反应的是 A． B． C． D． 【变式3-1】下列化学方程式符合题意且书写、基本反应类型正确的是 A．不能用铁制容器配制波尔多液：  置换反应 B．证明铜的活动性比银强：  置换反应 C．铝制品具有良好的抗腐蚀性：  化合反应 D．用赤铁矿炼铁：  置换反应 【变式3-2】下列应用的原理（ 用化学方程式表示）及基本反应类型均正确的是 A．用红磷测定空气中氧气含量：4P+5O22P2O5  氧化反应 B．用赤铁矿高炉炼铁：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 置换反应 C．除去铜中少量铁粉的方法之一：2Fe+6HCl═2FeCl3+3H2↑ 置换反应 D．氧化汞受热分解：2HgO2Hg+O2↑ 分解反应 【变式3-3】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应： ①     ② （1）反应①中X的化学式为 。 （2）反应②的基本反应类型是 反应。 题型04 实验验证金属活动性顺序 1.探究铝、铜、银的金属活动性顺序 （1）实验步骤图示 （2）实验现象 实验内容 现象 化学方程式 金属活动性比较 将铝丝浸入硫酸铜 溶液中 铝丝上有 物质生成，溶液由 Al Cu 将铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝上有 物质生成，溶液 Cu Ag 将铜丝浸入硫酸铝溶液中 —— 无明显现象 不反应 Al Cu （3）实验结论 ①铝能置换出硫酸铜溶液中的铜，铜能置换出硝酸银溶液中的银，铜不能从硫酸铝溶液中置换出铝。 ②Al、Cu、Ag的金属活动性顺序为Al>Cu>Ag。 ①用砂纸打磨金属丝的目的是 。 【典例4】像科学家一样“做科学”——探秘金属的活动性顺序。 某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计如图甲所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过，其形状和大小相同，稀盐酸的浓度和用量也相同) （1）实验前用砂纸打磨金属的目的是 。 （2）一段时间后，观察到B试管中的实验现象为 ，这说明铜比银的金属活动性 (填“强”或“弱”)，该反应的化学方程式为： ，该反应属于 (填写基本反应类型)。 （3）甲同学认为通过实验A和C可比较锌和铁的金属活动性，他依据的实验现象是 。 （4）乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序，因此在上述实验的基础上，乙同学又补做了一个实验，装置如图乙所示，且实现了探究目的。乙同学的实验：X、Y物质分别为： 。 【拓展与延伸】 （5）好奇的小华在老师的指导下，把过量的铁粉加入氯化铜和氯化镁的混合溶液中，充分反应后，过滤，留在滤纸上的物质是_______ A．Fe和Cu B．Cu C．Fe D．Mg和Cu 【变式4-1】化学小组设计如图所示实验验证铝、铁、铜的金属活动性顺序。 （1）试管Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。 （2）实验结束后发现上述实验并不能验证铝、铁、铜的金属活动性顺序，请你补充一个实验方案继续验证，写出实验所用的试剂 (任写一组，合理即可)。 （3）实验结束后，同学们观察到三支试管底部均有固体剩余，然后将三支试管中的物质全部倒入洁净的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法不正确的是___________(填字母)。 A．烧杯中一定能观察到有气泡产生 B．滤渣中最多含有2种金属 C．得到的滤液可能为无色 【变式4-2】某化学兴趣小组的同学，为了比较金属与铁、铜的金属活动性强弱，进行如下探究活动： 【查阅资料】铁的活动性比铜强。 【进行猜想】对三种金属的活动性顺序做出如下猜想： （1）猜想一：；猜想二： ；猜想三：。 【收集证据】 （2）为了验证哪一种猜想成立，甲、乙、丙三位同学分别展开实验探究 主要操作 主要现象 实验结论 甲 将打磨好的丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中 乙 将打磨好的粗细相同的R丝、铁丝，分别插入体积和溶质质量分数都相同的稀盐酸中 R丝表面产生气泡速率比铁丝表面产生气泡速率 （选填“快”或“慢”） 丙 将打磨好的粗细相同的R丝、铁丝，分别在空气中点燃 R丝在空气中剧烈燃烧，铁丝在空气中 【归纳总结】 （3）他们总结得出比较金属活动性强弱的常见方法有以下三种： ①金属与氧气反应的难易和剧烈程度。 ②金属与酸溶液是否反应或反应的剧烈程度。 ③金属与 是否反应。 【变式4-3】47中学实验小组的同学在学习了金属的化学性质后，对探究镍(Ni)、锌(Zn)、铜(Cu)的活泼性的强弱有了浓厚的兴趣，进行如下探究活动： 【提出假设】 （1）结合已知的金属活动性顺序，小组同学对三种金属的活泼性顺序提出三种可能的假设： a．    b．    c． 【查阅资料】 ①Ni为银白色固体 ②在金属化合物中显+2价 ③溶液呈绿色。 【探究活动一】 （2）甲同学的实验： 将等质量的和放入有固定挡板的U型管的两侧，同时向两侧加入等质量分数、足量的稀硫酸，观察到两边银白色金属表面均有气泡产生，当实验结束且冷却到室温后，注射器的活塞最终停留位置所对应的刻度数Ni Zn(填“大于”或“小于”或“等于”)，产生此现象的原因： 。 A．金属与酸反应放热        B．产生气体的量 【得出结论】 （3）甲同学认为通过实验现象和注射器内的毫升数，可以得出猜想c成立。 甲同学得出的结论是否正确？ (填“是”或“否”)。 （4）乙同学继续了甲同学的实验： 向甲实验后的左侧U型管内加入足量的锌粒，观察到 的明显现象，得出猜想c成立。 【探究活动二】 （5）丙同学在上述活动的基础上，想通过一次实验验证镍、锌、铜的金属活动性，设计了右图的实验，通过现象也可得出猜想成立。集气瓶中的金属B为 ，请写出溶液X与金属B反应的化学方程式： (一种即可)。 【思维拓展】 （6）丁同学将镍加入到过量的稀硫酸中充分反应，测得溶液质量为308.55g，再加入13g的锌，恰好完全反应，过滤，得到312.6g溶液，则最开始加入镍的质量为 。 题型05 金属活动性顺序的应用 1.常见金属的活动性顺序（重点，必背） ①金属与酸反应的条件：氢之前，能置换；常见酸，稀盐酸，稀硫酸。（硝酸、浓硫酸具有氧化性，与金属不发生置换反应） ②金属与金属化合物反应的条件：强换弱，盐要溶；钾钙钠，要除外。意思是在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来；金属化合物必须可溶；金属还要排除K、Ca、Na三种金属，因为这三种金属的活动性太强，加入金属化合物溶液中时先与水反应。 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 。如金属活动性：Zn>Fe,Cu>Ag。 （2）判断金属与稀盐酸、稀硫酸能否发生置换反应 在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属 置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。如Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,而Cu位于氢后面，不能与稀盐酸、稀硫酸反应。 （3）判断金属与金属化合物溶液能否发生置换反应 在金属活动性顺序里，位于前面的金属(K、Ca、Na除外) 把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来，如Cu+2AgNO₃===2Ag+Cu(NO3)2 【典例5】现有 a、b、c 三种金属片分别加入稀硫酸中，a、c 表面有气泡产生，b 无变 化；把 a 加入 c 的硫酸盐溶液中，a 表面析出 c．则这三种金属的活动性顺序为 A．b>a>c B．a>b>c C．c>a>b D．a>c>b 【变式5-1】已知金属M、Fe和H活动性强弱关系为：，下列说法中不正确的是 A．金属M可以是Mg或Sn B．将金属M放入稀硫酸中，会有气泡冒出 C．将金属M放入溶液中，金属表面有红色固体析出 D．若金属铁（足量）放入溶液中，溶液变为浅绿色 【变式5-2】甲、乙、丙三种金属，用甲制的容器不能盛放丙盐的水溶液，用乙制的容器却可以盛放丙盐的水溶液。由此推断三种金属的活动性由强到弱的顺序是 A．乙＞甲＞丙 B．甲＞丙＞乙 C．丙＞甲＞乙 D．甲＞乙＞丙 【变式5-3】有X、Y、Z三种金属，若将X、Y、Z分别放入一定质量的稀盐酸中，只有X表面产生气泡：若将Z放到Y（NO3）2溶液中，Z表面无现象，则X、Y、Z三种金属活动性顺序是 A．Y>Z>X B．X>Y>Z C．X >Z>Y D．Y>X>Z 题型06 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 ，曲线的拐点越 ，金属越活泼曲线越 ; ②若金属过量，酸被消耗完，最终生成氢气的质量 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 ，曲线越 ;金属过量时，酸完全反应，生成的氢气质量 ，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 ，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 ，曲线拐点在 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)= ，其中n表示生成物中金属元素化合价的数值，R表示金属的相对原子质量。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。 【典例6】向等质量的金属X、Y中逐滴加入稀硫酸至过量(X、Y在化合物中的化合价都是+2价)，生成氢气与消耗硫酸的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．X、Y与稀硫酸的反应属于置换反应 B．b点时，消耗H2SO4的质量：X>Y C．由图可知相对原子质量：X<Y D．由图可知金属活动性顺序：X>Y 【变式6-1】等质量的锌、铁两种金属与足量的盐酸反应，生成氢气的质量与时间的关系如下图所示，则下列说法正确的是 A．甲金属的活动性比乙强 B．生成氢气的质量是甲小于乙 C．甲是金属铁，乙是金属锌 D．参加反应的盐酸的质量一定相等 【变式6-2】现将等质量且形状相同的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量随反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是 （已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2）。 A．相对原子质量；丙<乙<甲 B．金属活动性：丙<甲<乙 C．消耗硫酸的质量：甲<乙<丙 D．甲、乙、丙可能分别是锌、铁、镁 【变式6-3】（多选）等质量的镁和锌分别放置在两只烧杯中，向其中分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸，下图一定不正确的是 A．B．C． D． 题型07 滤液滤渣成分分析 1.金属与金属化合物溶液反应后滤渣、滤液成分的判断 （1）将题目中涉及的金属按活动性由强到弱的顺序排列。 （2）根据金属与金属化合物溶液发生置换反应的规律[活动性强的金属(K、Ca、Na除外)可以把活动性弱的金属从其化合物溶液中置换出来，金属活动性差距越大越先反应],按反应的先后顺序正确书写相关化学方程式。 （3）由置换反应规律得出结论：①滤渣中一定含有活动性最弱的金属单质；②滤液中一定含有活动性最强的金属的离子。 （4）根据以上结论和题意对“可能含有”的物质进行具体分析和判断。 如向AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液中加锌粉： 反应进行程度 滤渣成分 滤液成分 图示分析 ①锌与部分硝酸银反应 ②锌与硝酸银恰好完全反应 ③硝酸银完全反应，锌与部分硝酸铜反应 ④硝酸银完全反应，锌与硝酸铜恰好完全反应 ⑤锌有剩余，硝酸银、硝酸铜完全反应 【典例7】（多选）将铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中，反应结束后有固体剩余。下列说法正确的是 A．剩余固体肯定含有银 B．剩余固体肯定是银和铜 C．反应后溶液中一定有和 D．反应后溶液中一定含有亚铁离子，可能含有银离子和铜离子 【变式7-1】（多选）向一定质量的和的混合溶液中加入一定质量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤液M和滤渣N。向滤渣N中加入稀盐酸，有无色气体产生，根据实验现象分析判断下列说法中，正确的是 A．滤液M的颜色一定为无色 B．滤渣N中一定有铜和铁 C．滤液M中一定含有两种金属离子 D．滤渣N的质量一定小于加入锌粉的质量 【变式7-2】（多选）向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入m克Zn，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量，得到质量为m克的滤渣。下列说法正确的是 A．反应后的滤液中可能含有AgNO3、Cu(NO3)2，一定含有Zn(NO3)2 B．取反应后的滤液观察，滤液一定呈蓝色 C．取滤渣滴加硫酸，可能有气泡产生 D．滤液中的溶质至多有两种，滤渣中的物质至少有两种 【变式7-3】将一定量硝酸铜溶液加入锌和铁的混合物中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。 （1）第1步：排顺序。锌、铁、铜三种金属的活动性由强到弱的顺序为 。 （2）第2步：写反应。依据“远距离先置换”，写出先后发生反应的化学方程式为 （先）、 （后）。 （3）第3步：分情况。根据加入硝酸铜溶液的质量分析： 反应进行程度 滤渣成分 滤液成分 ①硝酸铜少量，与部分锌反应 ②硝酸铜与锌恰好完全反应 ③锌完全反应，硝酸铜与部分铁反应 ④锌完全反应，硝酸铜与铁恰好完全反应 ⑤硝酸铜有剩余，锌、铁均完全反应 （4）第4步：做判断。根据题干信息并结合表格中“共同的物质一定有，其余物质可能有”进行分析判断。 ①若滤液为无色，则滤渣中一定含有 （填化学式，后同）：滤液中一定不含 。 ②若向滤渣中加入稀硫酸，无明显现象，则滤液的组成情况有 种。 ③若向滤液中加入镁粉，有红色固体析出，则滤液中一定含有 ；滤渣中一定不含 。 ④若金属混合物的质量为，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥后称得质量仍为，则滤液中一定含有 ，滤渣中的物质最多有 种。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $