資源簡介

一、金屬與氧氣的反應
（一）有些金屬常溫下就能與氧氣反應
(1)在常溫下，金屬鋁的表面易生成一層致密的氧化鋁保護膜，它能阻止金屬鋁繼續被空氣氧化，因此鋁具有很好的抗腐蝕性能。反應的化學方程式為4A1+3O2 = 2Al2O3
(2)在常溫下，鐵在潮濕的空氣中會被氧化而生銹(鐵銹的主要成分是Fe2O3)。
（二）有些金屬能在空氣中燃燒
2Mg+O2點燃2MgO，現象是劇烈燃燒，發出耀眼的白光，生成白色固體(氧化鎂)，放出熱量。
（三）有些金屬在空氣中不燃燒，但能在氧氣(純氧)中燃燒
3Fe+2O2點燃Fe3O4，現象是劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體(四氧化三鐵)，放出熱量。
（四）有些金屬雖不能燃燒，但在加熱的條件下能與氧氣反應生成氧化物
2Cu+O2 △ 2CuO，現象是銅絲表面由紫紅色變成黑色。
（五）金等金屬即使在高溫下也不與氧氣反應
【能力拓展】
①洗滌鋁制容器時，不要用鋼絲球擦洗，以免破壞氧化膜。
②越活潑的金屬，越易與氧氣反應，反應越劇烈。
二、金屬與酸的反應
（一）金屬與酸的反應
(1)鎂、鋅等金屬能與稀鹽酸或稀硫酸發生反應，生成相應的鹽和氫氣。金屬表面會有氣泡出現，反應的化學方程式為
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
將燃著的木條接近有氣泡產生的試管，松開拇指發現氣體燃燒，此氣體即為氫氣。
(2)銅、銀等金屬不與稀鹽酸或稀硫酸反應，放入兩種酸中無明顯現象。
（二）置換反應
(1)置換反應
①概念：由一種單質跟一種化合物發生反應生成另一種單質和另一種化合物的反應。
②形式： A+BC → AC+B
③特點：單換單
④置換反應類型
a.活潑金屬與酸反應，如Fe+2HC1 = FeCl2+H2 ↑
b.金屬與鹽溶液反應，如Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag
c.H2和C與金屬氧化物反應，如H2+CuO △ Cu+H2O
(2)四大基本反應類型：化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應，它們的區別如下：
反應類型 概念 特點 形式
化合反應 由兩種或兩種以上物質生成一種物質的反應 多變一 A+B+...→ C
分解反應 由一種物質生成兩種或兩種以上物質的反應 一變多 A → B+C+...
置換反應 由一種單質跟一種化合物發生反應生成另一種單質和另一種化合物反應 單換單 AB+C → A+CB
復分解反應 兩種化合物互相交換成分生成兩種新化合物反應 兩交換、價不變 AB+CD → AD+CB
例1、取一段鎂條放入盛有少量稀鹽酸的試管中，用手摸試管外壁會感覺發燙，反應的化學方程式為Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。下列有關說法正確的是（　　）
A．反應中無明顯現象 B．反應是一個吸熱反應
C．反應后溶液中溶質質量減少 D．反應說明鎂能置換出酸中的氫
例2、為比較銀和銅的活動性，小雅設計如圖所示方案，并記錄實驗現象，其中能證明銅的活動性比銀強的是（　　）
A． B． C． D．
例3、等質量的鎂、鋁、鐵、鋅與足量稀硫酸反應，它們放出 H2 的質量和反應時間的關系如下圖，其中正確的是（　　）
A．B．C．D．
例4、鎂是一種化學性質很活潑的金屬，能與氧氣，氮氣，二氧化碳反應。
（1）已知鎂在高溫條件下能與 。該反應需在 環境中進行（填字母）。
A.稀有氣體 B.空氣 C.氮氣 D.CO2氣體
（2）鎂能與熱水反應，生成氫氣和一種堿，其化學方程式是________。
1.向等質量、等濃度的稀硫酸中分別加入足量的鎂、鋅、鐵三種金屬，下列圖像能正確反映其對應關系的是（　　）
A． B． C． D．
2.人類的生產、生活離不開金屬材料。
（1）鋁、鐵、銅是我們生產、生活中使用比較廣泛的金屬。如圖所示用品中，利用金屬導熱性的是___________，利用金屬導電性的是___________（均填字母序號）。
A．不銹鋼鍋 B．銅導線
C．鋁箔
（2）銅也容易生銹，銅銹的主要成分是堿式碳酸銅[Cu 2（OH）2 CO3 ]，是銅與空氣中的氧氣、水和___________共同作用的結果。
（3）將等質量的鎂、鐵、鋅分別放入三份溶質質量分數相同的稀鹽酸中，反應生成的H2質量與反應時間的關系如圖所示。根據圖中的信息，作出的判斷不正確的是________。
A．圖線x 表示鎂的反應情況 B．鐵消耗的稀鹽酸質量最大
C．鎂、鋅一定過量，鐵可能反應完 D．鎂一定過量，鋅、鐵可能反應完
3.如圖為U 盤的外觀和內部結構示意圖，請據此回答以下問題：
（1）圖中含有的金屬材料是 　 （填1種）。
（2）制作保護套的材料，鋁合金替代鐵的優點是 　 　（填一個即可）。
（3）銅箔即很薄的銅片。將銅加工成銅箔是利用了銅的 　 　這一物理性質。
4.某科學興趣小組的同學要測定銅-鋅合金或銅-銀合金中銅的質量分數，實驗室只提供了一瓶未標明溶質質量分數的稀硫酸和必要的儀器。稱取某合金樣品20g放入燒杯中，再將80g稀硫酸分四次加入，充分反應，測得實驗數據如表所示：
測量次數 第1次 第2次 第3次 第4次
加入的稀硫酸質量/g 20 20 20 20
燒杯中剩余物的質量/g 39.92 59.84 79.80 99.80
（1）你認為能測出其中銅的質量分數的是________合金。（選填：銅-鋅或銅-銀）
（2）第三次實驗中，溶液中所含溶質是________。
（3）求能測定的合金中銅的質量分數是多少
（4）求所用稀硫酸的溶質質量分數？
1.一定質量的M、N兩種金屬，分別與相同質量和相同質量分數的稀硫酸反應，生成氫氣的質量與反應時間的關系如圖所示，分析圖像得到的以下結論中，不正確的是（　　）
A．兩種金屬的活動性：M>N B．兩種金屬生成氫氣的質量：M=N
C．兩種金屬消耗稀硫酸的質量：M=N D．充分反應后，得到溶液的質量：M=N
2．如圖所示，兩只燃燒匙里裝有相同質量的鎂粉與鋅粉，分別在空氣中加熱燃燒，根據燃燒難易及劇烈程度不同，可推測鎂與鋅具有不同的（　　）
A．顏色 B．熔點 C．金屬延展性 D．金屬活動性
3.將足量X、Y、Z、M四種金屬分別投入等質量、等質量分數的稀鹽酸中（反應關系如圖甲），把金屬Y、Z分別投入硝酸銀溶液中（反應關系如圖乙），據此判斷X、Y、Z、M的金屬活動性順序是（　　）
A．M＞X＞Y＞Z B．M＞X＞Z＞Y C．X＞M＞Z＞Y D．X＞M＞Y＞Z
4．下列轉化不能通過一步反應實現的是（　　）
A．CuO→Cu（OH）2 B．BaCl2→Ba（NO3）2
C．Cu（OH）2→CuCl2 D．Fe→FeCl2
5．Cu與Zn的合金稱為黃銅，有優良的導熱性和耐腐蝕性，可用作各種儀器零件。某化學興趣小組的同學為了測定某黃銅的組成，取20g該黃銅樣品于燒杯中，向其中分5次加入相同溶質質量分數的稀硫酸，使之充分反應。每次所用稀硫酸的質量及剩余固體的質量記錄于下表：
加入稀硫酸的質量（g） 充分反應后剩余固體的質量（g）
第1次 40 m
第2次 40 14.8
第3次 40 12.2
第4次 40 11.2
第5次 40 11.2
試回答下列問題：
（1）從以上數據可知，最后剩余的11.2g固體的成分是 　　；表格中，m＝　 　。
（2）黃銅樣品中鋅的質量分數為 。
（3）計算所用稀硫酸中硫酸的質量分數是多少？
（4）配制100g該濃度的稀硫酸需要質量分數為98%濃硫酸的質量是多少？
答案及解析
例1、D
解：A、取一段鎂條放入盛有少量稀鹽酸的試管中，反應的化學方程式為Mg+2HCl═MgCl2+H2↑，由氣泡產生，故選項說法錯誤。
B、取一段鎂條放入盛有少量稀鹽酸的試管中，用手摸試管外壁會感覺發燙，說明放出了熱量，故選項說法錯誤。
C、由反應的化學方程式為Mg+2HCl═MgCl2+H2↑，每24份質量的鎂可置換出2份質量的氫氣，溶液的質量會增加，故選項說法錯誤。
D、由反應的化學方程式為Mg+2HCl═MgCl2+H2↑，反應說明鎂能置換出酸中的氫，故選項說法正確。
故選：D。
例2、C
解：A、銅、銀均不能與稀硫酸反應，不能證明銅的活動性比銀強，故選項錯誤。
B、銅、銀均不能與硫酸亞鐵溶液反應，不能證明銅的活動性比銀強，故選項錯誤。
C、銅能與硝酸銀溶液反應生成硝酸銅溶液和銀，銀不能，能證明銅的活動性比銀強，故選項正確。
D、銅、銀均不能與硫酸鎂溶液反應，不能證明銅的活動性比銀強，故選項錯誤。
故選：C。
例3、D
【解析】
等質量的鎂、鋁、鐵、鋅與足量稀硫酸反應，產生氫氣的質量= ，參加反金屬的質量相等，則產生氫氣的質量由少到多的排列順序為:鋅、鐵、鎂、鋁。金屬的活動性越強，反應速率越快，至完全反應所需時間越短，四種金屬活動性由強到弱的順序是鎂、鋁、鋅、鐵，至完全反應所需時間的多少是鎂、鋁、鋅、鐵。
例4、（1）A
（2）Mg+2H2O==Mg（OH）2+H2↑
【解析】（1）因鎂是一種化學性質很活潑的金屬，能與氧氣，氮氣，二氧化碳反應 ，所以有關鎂的化學反應應在性質穩定的稀有氣體的環境中進行；
（2）鎂與熱水反應生成氫氣和一種堿，即氫氧化鎂，反應方程式為 Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑ ；
1.B
【解析】
最終稀硫酸完全反應，生成氫氣質量相等，鎂比鋅活潑，鋅比鐵活潑，因此鎂反應時間最短，鐵反應時間最長。
2. A B 二氧化碳 C
【詳解】（1）如圖所示用品中，利用金屬導熱性的是不銹鋼鍋，故選A；利用金屬導電性的是銅導線，故選B。
（2）銅銹的主要成分是堿式碳酸銅，其組成元素含有銅、氧、氫、碳四種元素，由質量守恒定律可知，銅在空氣中發生銹蝕時一定有含碳元素的物質參與，空氣中含有碳元素的物質是二氧化碳，所以銅在空氣中發生銹蝕是銅與空氣中的氧氣、水和二氧化碳共同作用的結果，故填二氧化碳。
（3）A、由于鹽酸的溶質質量分數相同，而圖中x反應速度最快，說明x是三種金屬中活動性最強的鎂，選項正確；
B、圖中鐵生成氫氣最多，根據反應前后元素質量不變，而鹽酸的溶質質量分數相同，故可判斷鐵消耗鹽酸質量最大，選項正確；
C、圖中鎂、鋅產生氫氣質量相等，說明鎂沒有完全反應，但不能確定鋅也沒有完全反應，選項錯誤；
D、從圖中看到鎂和鋅反應生成的氫氣一樣多，則消耗的稀鹽酸一樣多，那么鎂一定過量，鋅可能過量或反應完，選項正確；
故選C。
3.解：（1）圖中含有的金屬材料是鋁合金保護套、銅箔基板；
（2）鐵在與氧氣、水蒸氣同時接觸時會發生銹蝕，而鋁在空氣中易與空氣中的氧氣反應生成致密的氧化鋁保護膜，從而阻止內部的鋁進一步氧化，因此制作保護套的材料，鋁合金替代鐵；
（3）銅箔即很薄的銅片，將銅加工成銅箔是利用了銅的延展性這一物理性質。
故答案為：（1）鋁合金保護套或銅箔基板；
（2）鋁在空氣中易與空氣中的氧氣反應生成致密的氧化鋁保護膜，從而阻止內部的鋁進一步氧化；
（3）延展性。
4.（1）銅-鋅；（2）ZnSO4、H2SO4；（3）生成氫氣的總質量為：20g+80g-99.80g=0.2g；
設樣品中鋅的質量為x
解得：x=6.5g；
所以黃銅中銅的質量分數為：；
（4）由表可知，每20g稀硫酸完全反應最多生成H2質量0.08g，
設稀硫酸中溶質質量分數為y
解得：y=19.6%
故所用稀硫酸的溶質質量分數為19.6%
1.D
【解析】
A、由圖可知，反應結束前M金屬反應速率更快，故兩種金屬的活動性：M>N，正確；
B、由縱坐標可知，反應結束后，兩種金屬生成氫氣的質量：M=N，正確；
C、生成的氫氣中氫元素全部來自酸中的氫，氫氣質量相等，故兩種金屬消耗稀硫酸的質量相等：M=N，正確；
D、不確定金屬種類，不能判斷那種金屬反應的質量大，故充分反應后，得到溶液的質量不能判斷大小，錯誤。
2．D
解：兩只燃燒匙里裝有相同質量的鎂粉與鋅粉，分別在空氣中加熱燃燒，根據燃燒難易及劇烈程度不同，說明鎂與鋅具有不同的金屬活動性。
故選：D。
3.A
解：把等質量的X、Y、Z、M四種金屬分別加入到等質量、等質量分數的足量稀鹽酸中（反應關系如圖甲），M、X能與稀鹽酸反應生成氫氣，Y、Z不能，且完全反應時M消耗的時間短，說明反應速率快，即金屬活動性M＞X＞H＞Y、Z。
把金屬Y、Z分別投入硝酸銀溶液中（反應關系如圖乙），Y與硝酸銀溶液反應生成銀，Z與硝酸銀溶液不反應，即金屬活動性Y＞Ag＞Z。
故四種金屬的活動性順序為M＞X＞Y＞Z。
故選：A。
4．A
解：A、氧化銅難溶于水，不能與水反應，不能一步反應生成氫氧化銅，故選項符合題意；
B、氯化鋇與硝酸銀溶液反應生成氯化銀沉淀和硝酸鋇，轉化能一步實現，故選項不符合題意；
C、氫氧化銅與稀鹽酸反應生成氯化銅和水，轉化能一步實現，故選項不符合題意；
D、Fe→FeCl2 可通過Fe與稀鹽酸或者氯化銅等反應一步實現，故選項不符合題意；
故選：A。
5．解：（1）由金屬活動性可知，合金中只有鋅可以與硫酸反應；由表中的數據可知：第4次再加入40g稀硫酸時。第三次剩余固體還能在減少，說明前三次加入的硫酸完全參加了反應。反應掉的鋅的質量為：14.8g﹣12.2g＝2.6g，據此分析，m＝14.8g+2.6g＝17.4g。由第四次反應掉的鋅的質量為：12.2g﹣11.2g＝1g＜2.6g，可判斷此時合金中金屬鋅已完全反應，剩余的固體11.2g的成分是銅；
（2）黃銅樣品中鋅的質量分數為：100%＝44%；
（3）設40g稀硫酸中硫酸的質量為X
H2SO4+Zn═ZnSO4+H2↑
98 65
x 2.6g
解得：X＝3.92g
稀硫酸中硫酸的質量分數為：100%＝9.8%
（4）設需要質量分數為98%濃硫酸的質量為Y 則
100g×9.8%＝Y×98% 解得；Y＝10g
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