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課題2 金屬的化學性質
第1課時 金屬與氧氣的反應
第八章 金屬和金屬材料
1.鎂與氧氣的反應
2Mg + O2 2MgO
點燃
鎂在空氣中燃燒發出耀眼的白光，放出熱量，生成白色固體。
3Fe + 2O2 Fe3O4
點燃
2.鐵與氧氣的反應
鐵在空氣中加熱時出現紅熱現象，但不燃燒。鐵在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成黑色固體。
3.鋁與氧氣的反應
在常溫下，鋁和氧氣能發生反應，在鋁表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進一步被氧化，所以鋁具有很好的抗腐蝕性。
4Al + 3O2 2Al2O3
銅在加熱條件下與氧氣反應，生成黑色固體。
4.銅與氧氣反應
2Cu + O2 2CuO
△
思考與交流
“真金不怕火煉”這句話蘊含了什么化學原理？
金的化學性質很不活潑，即使在高溫條件下也不與氧氣發生反應。
寫出下列有關反應的化學方程式：
(1)鋁制品有較強抗腐蝕性的原因：
____________________________________。
(2)鎂帶在空氣中燃燒：
_____________________________________。
4Al＋3O2===2Al2O3　
2Mg＋O2=====2MgO
點燃
(3)細鐵絲在氧氣中燃燒：
_______________________________________。
(4)銅片在空氣中灼燒：
_______________________________________。
3Fe＋2O2=====Fe3O4　
點燃
　2Cu＋O2=====2CuO
△
練一練
金屬與鹽酸、稀硫酸的反應
02
金屬 現象 化學方程式（以鹽酸為例）
鎂
鋅
鐵
銅
表面產生氣泡非常快
表面產生氣泡較快
產生氣泡較慢，溶液由無色變為淺綠色
無氣泡產生
Mg + 2HCl ===MgCl2 + H2↑
Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑
Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑
知識歸納
2．判斷金屬活動性的方法二：
可根據金屬是否與鹽酸或稀硫酸反應，或反應的劇烈程度判斷金屬的活動性強弱。
1．大多數金屬都能與鹽酸或稀硫酸發生反應，生成氫氣，但反應的劇烈程度不同，由此可判斷金屬的活動性。
Mg > Zn > Fe > （H）> Cu
在試管中分別放有少量表面積相同的鋅片、鐵片、銅片、鎂片，然后
分別加入 稀鹽酸。下列說法正確的是( )
D
A.鋅片和稀鹽酸反應最劇烈，產生大量氣泡
B.鐵片表面沒有任何變化
C.銅片慢慢變黑，逐漸消失，溶液變成了藍色
D.鎂片反應最劇烈，產生大量氣泡并且放熱
【解析】四種金屬中鎂片和稀鹽酸反應最劇烈，產生大量氣泡并且放熱;鐵能與鹽酸反應產生氫氣，鐵片表面產生氣泡;銅不與鹽酸反應，銅片表面無明顯現象，溶液顏色不發生變化。
例題
置換反應
試寫出鎂、鐵、鋅、鋁與稀硫酸反應的化學方程式，并觀察有何特點。
Mg + H2SO4 == MgSO4 + H2↑
Fe + H2SO4 == FeSO4 + H2↑
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
2Al + 3H2SO4 == Al2(SO4)3 + 3H2↑
單質
單質
化合物
化合物
都是由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物。
[2023·株洲]下列反應中，屬于置換反應的是(　　)
A. CaCO3＋H2O＋CO2=== Ca(HCO3)2
B. CuCl2===== Cu＋Cl2↑
C. 3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2
D. CuSO4＋Fe=== FeSO4＋Cu
通電
高溫
D
解析：此題應緊扣置換反應的特點“一換一”進行判斷，即反應物為一種單質和一種化合物，生成物為另一種單質和另一種化合物。
例題
課堂小結
金屬與氧氣、酸的反應
金屬與酸反應
金屬與氧氣反應
置換反應
2Mg + O2 2MgO
點燃
4Al + 3O2 2Al2O3
3Fe + 2O2 Fe3O4
點燃
Cu + O2 2CuO
△
Mg +2HCl ===MgCl2 + H2↑
Zn + 2HCl ===ZnCl2 + H2↑
Fe + 2HCl ===FeCl2 + H2↑
A+BC===B+AC
1.下列關于金屬與氧氣反應的說法中，正確的是( )
C
A.紅熱的鐵絲在空氣中能燃燒
B.各種金屬在常溫下都能與氧氣反應
C.根據金屬與氧氣反應的難易程度，可以初步比較一些金屬的活動性
D.在較高溫度下能與氧氣反應的金屬，在常溫下也能與氧氣反應
【解析】紅熱的鐵絲在空氣中不能燃燒，只有在氧氣中才會燃燒，A錯誤；某些不活潑的金屬，如金，在常溫下不能與氧氣反應，B錯誤；金屬越活潑，越容易與氧氣反應，金屬越不活潑，越不容易與氧氣反應，根據金屬與氧氣反應的難易程度，可初步比較不同金屬的活動性，C正確；在較高溫度下能與氧氣反應的金屬，在常溫下不一定能與氧氣發生反應，D錯誤。
隨堂訓練
2.【2023江蘇鹽城模擬】2022年北京冬奧會完美傳遞了“科技奧運，綠色奧運”的理念，向世人傳遞中國智慧。
（1）我國發行了一套冬奧會銅合金紀念幣，每套該紀念幣含冰上運動項
目與雪上運動項目紀念幣各1枚，其使用的材料是黃銅，黃銅和純銅相互
刻畫，表面沒有劃痕的是______。
黃銅
【解析】 黃銅為合金，黃銅的硬度大于純銅，所以互相刻畫時，純銅表面有劃痕，黃銅表面沒有劃痕。
（2）北京冬奧會向全世界傳遞了綠色奧運的理念，例如火種燈的燈體
使用環保材料再生鋁合金，耐 以上高溫。鋁合金中的鋁雖然化
學性質活潑，但抗腐蝕性能卻很好，原因是_ ___________________
（用化學方程式表示）。
【解析】 鋁能和氧氣反應，在其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，
能夠阻礙鋁和氧氣進一步反應，使其具有很好的抗腐蝕性能，該反應
的化學方程式為 。
3.把適量鐵粉放入稀硫酸中，下列有關敘述不正確的是( )
C
A.有氣泡產生 B.溶液變為淺綠色
C.溶液質量減小 D.鐵粉質量減小
【解析】 A、 鐵能與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，硫酸亞鐵溶
液是淺綠色的，所以反應時有氣泡產生，溶液由無色逐漸變為淺綠色。
由化學方程式 可知，每56份質量的
鐵參加反應，有2份質量的氫氣逸出,溶液的質量增加54份。 隨著反
應的進行，鐵粉逐漸被消耗，其質量逐漸減小。
4.將某稀硫酸分成兩等份，分別向其中加入鋅粉和鐵粉，反應結束后剩余
的鐵比剩余的鋅多，產生氫氣的質量分別為 和 ，則 和 的關系是
( )
B
A. B. C. D.無法判斷
【解析】 反應結束后鐵和鋅都有剩余，則說明稀硫酸完全反應，產生氫氣的質量取決于稀硫酸的質量，所用稀硫酸的體積、濃度相同，則產生氫氣的質量相等，故選B。
5.[2023北京朝陽區一模改編]從海水中提取碘，有如下化學反應：
，這一反應所屬類型是( )
C
A.化合反應 B.分解反應 C.置換反應 D.以上都不對
【解析】 題中反應是一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物，屬于置換反應。
6.在托盤天平兩邊各放一只燒杯并注入相同的足量稀鹽酸，調節至平衡，
然后向左、右兩邊燒杯中分別投入等質量、等表面積的鎂片和鋁片，則天
平指針的偏轉情況是( )
A
A.先偏向右，最后偏向左 B.先偏向右，最后平衡
C.先偏向左，最后偏向右 D.先偏向左，最后平衡
【解析】 鎂比鋁活潑，鎂和稀鹽酸反應的速率比鋁和稀鹽酸反應的速率快，所以天平指針先偏向右；等質量的鎂和鋁與足量稀鹽酸反應時，鋁和稀鹽酸反應生成的氫氣多，因此天平指針最后偏向左。故選A。
7.[2023河南中考]某金屬混合物由 、 、 、 四種金屬中的兩種組
成。 該金屬混合物與足量的鹽酸充分反應，得到 氫氣，則該金屬
混合物的組成不可能是( )
A
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
【解析】 若金屬為純凈物，由化學方程式計算可得，生成 氫氣分別
需要 鎂、 鋁、 鐵、 鋅。現有混合物 經充分反應
生成 氫氣，故金屬混合物中應該一種金屬生成 氫氣所需的質量
大于 ，另一種金屬生成 氫氣所需的質量小于 。而生成 氫
氣所需要的鎂和鋁的質量均小于 ，故該金屬混合物不可能由 和
兩種金屬組成。
8.【2023廣東汕頭模擬，中】某同學取一定質量的鋅粒和銅片放入燒杯中，再逐
漸加入稀硫酸。加入稀硫酸的質量與其他量的變化關系如圖所示，下列圖像中正
確的是( )
C
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
【解析】
A 銅不能與稀硫酸反應，因此銅片質量不變，A錯誤
B 鋅能與稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，所以反應過程中鋅粒的質量逐漸減
少，最終完全反應，質量為0，B錯誤
C 隨著反應的進行，氫氣的質量逐漸增加，鋅完全反應時氫氣的質量達到最
大，之后不再改變，C正確
D 鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，隨著反應的進行，硫酸鋅的質量逐漸增
大，鋅完全反應時硫酸鋅的質量達到最大，之后不再改變，D錯誤
課程回顧
什么是置換反應？
由一種單質和化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應叫做置換反應。
將鐵釘投入到硫酸銅溶液中有何現象？
Fe + CuSO4==== Cu + FeSO4
藍色
溶液
紅色
淺綠色
溶液
活動性強的金屬可以把活動性弱的金屬從它的化合物溶液中置換出來。
溫故知新
金屬與金屬化合物溶液的反應
實驗 現象 化學方程式 活動性
鋁絲浸入硫 酸銅溶液中
銅絲浸入硝 酸銀溶液中
銅絲浸入硫 酸鋁溶液中
鋁絲上附著紅色固體，溶液的藍色慢慢變淺
無明顯現象
2Al+3CuSO4=== Al2(SO4)3+3Cu
浸入溶液中的銅絲表面覆蓋一層銀白色物質，溶液由無色逐漸變為藍色
Cu+2AgNO3===
Cu(NO3)2+2Ag
Al＞Cu
Cu＞Ag
Al＞Cu
思考與交流
都是由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物，屬于置換反應。
1．上述能發生反應的化學方程式的特點是什么？屬于哪種反應類型？
2．通過上述實驗，你能得出鋁、銅、銀的金屬活動性順序嗎？
Al Cu Ag
金屬活動性： 強 弱
1.下列金屬能與無色硝酸銀溶液反應，使溶液變為藍色的是( )
C
A.鋁 B.鐵 C.銅 D.銀
【解析】 鋁與硝酸銀溶液反應生成硝酸鋁和銀，硝酸鋁溶液是無
色的。 鐵與硝酸銀溶液反應生成硝酸亞鐵和銀，硝酸亞鐵溶液為
淺綠色。 銅與硝酸銀溶液反應生成硝酸銅和銀，硝酸銅溶液為藍
色。 銀不與硝酸銀溶液反應。
例題
2.[2023吉林中考]《天工開物》記載“凡鐘為金樂之首”，在古代的金屬樂器之中，鐘是最重要的樂器。鑄鐘的材料，銅為上等，鐵為下等。
（1）古代煉銅的方法之一是用鐵與硫酸銅溶液反應，該反應的化學方程
式為_ _________________________。

（2）此反應的發生，表現出鐵與銅的金屬活動性強弱關系是___________
__________________________。
鐵的金屬活動性比銅強（或 ）
例題
金屬活動性順序
1.金屬活動性順序
人們通過大量的實驗，歸納總結出了常見金屬在溶液中的活動性順序：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性由強逐漸減弱
嫁給那美女，身體細纖輕，統共一百斤
2.金屬活動性順序的應用
金屬活動性順序在工農業生成和科學研究，它可以給我們一下一些判斷依據：
1.在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強；
2.在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；
3.在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的化合物的溶液里置換出來。
氫前可換氫，前金換后金，化合物可溶，鉀、鈣、鈉除外
Fe在此類置換反應中，生成Fe2+
思考與交流
波爾多液是一種農業上常用的殺菌劑，它由硫酸銅、生石灰加水配制而成。為什么不能用鐵制容器來配制波爾多液？
Fe ＋CuSO4====Cu＋FeSO4
1．判斷下列各組物質能否發生反應？
（1）銅和硫酸鋅溶液
（2）鋅和硫酸銅溶液
（3）金和硫酸銅溶液
（4）鐵和氯化銀
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
不反應
不反應
反應
不反應，氯化銀不可溶
例題
2.【2023山東聊城調研】為探究銅、鋅、 三種金屬的活動性順序，某同學做了
如下實驗。則三種金屬的活動性由強到弱的順序是( )
實驗操作
現象 產生氣泡 無明顯現象 絲表面析出紅色固體
A
A.鋅、 、銅 B. 、鋅、銅 C.鋅、銅、 D.銅、 、鋅
【解析】將 放入稀硫酸中，產生氣泡，說明在金屬活動性順序中， 排在氫前；
將 放入硫酸鋅溶液中，無明顯現象，說明在金屬活動性順序中， 排在鋅后；
將 放入硫酸銅溶液中， 絲表面析出紅色固體，說明在金屬活動性順序中， 排
在銅前，故三種金屬的活動性由強到弱的順序為鋅 銅。
例題
課堂小結
金屬活動性順序
應用
內容
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性由強逐漸減弱
在金屬活動性順序中，金屬的位置越靠前，它的活動性越強
在金屬活動性順序中，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫
在金屬活動性順序中，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來
1.[2023北京門頭溝區二模]將潔凈無銹的鐵絲浸入含硝酸銅和硝酸鋅的混合
溶液中，一段時間后取出，鐵絲表面覆蓋了一層物質，這層物質是( )
B
A.鋅 B.銅 C.銅和鋅 D.鐵和鋅
【解析】 在金屬活動性順序中，排在前面的金屬能將排在后面的金屬從
其化合物溶液中置換出來。根據金屬活動性順序：鋅 鐵 銅，鐵不
能與硝酸鋅反應，鐵可以與硝酸銅反應生成銅和硝酸亞鐵，故一段時間后
取出，鐵絲表面覆蓋的物質是銅。
隨堂訓練
2.下列四種金屬中活動性最強的是( )
C
A.鐵 B.銅 C.鈉 D.鋅
【解析】 四種金屬的活動性由強到弱依次為鈉、鋅、鐵、銅。
3.[2023株洲中考]現有 、 、 三種金屬，為探究其金屬活動性順序，進
行了如下實驗：①將 和 分別放入稀硫酸中， 溶解并產生氫氣， 不
反應；②將 和 分別放入硝酸銀溶液中，過一會兒，在 表面有銀析出，
而 沒有變化。則有關 、 、 的金屬活動性順序正確的是( )
A. B. C. D.
【解析】
B
4.[2023宜賓中考]將一定量的鋅粉加入盛有 溶液的燒杯中，不斷攪
拌，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液。向濾渣中加入足量稀鹽酸，攪拌，
濾渣部分溶解，有氣泡產生。下列說法錯誤的是( )
C
A.濾渣中有 和 B.金屬活動性：
C.濾液中含 和 D.上述過程中只發生置換反應
【解析】 向濾渣中加入足量稀鹽酸，攪拌，濾渣部分溶解，有氣泡產生，
說明濾渣中有 和 ， 過量，則濾液中只含 ，不含 。
5.[2023汕頭潮南區一模]小明要驗證銅、鐵、銀三種金屬的活動性強弱，
已有銅絲、鐵絲、銀絲，再加入一種試劑即可達到目的，應該選擇的試劑
是( )
B
A.稀 B. 溶液
C. 溶液 D. 溶液
【解析】 銅、鐵、銀中只有鐵能與鹽酸反應，無法驗證銅、銀的
活動性強弱。 鐵能置換出 中的銅，說明鐵比銅活潑，銀
不能置換出 中的銅，說明銅比銀活潑，故能驗證三者的活動性
鐵 銅 銀。 銅、鐵、銀三種金屬都不與硝酸亞鐵反應，說明
鐵比銅、銀活潑，但無法驗證銅與銀的活動性強弱。 銅、鐵都能
置換出硝酸銀中的銀，說明銀最不活潑，但無法驗證銅與鐵的活動性強弱。
6.[2023秦皇島八中月考]課外實驗可以幫助我們更好地學習化學知
識。金屬活動性強弱的探究過程如圖，其中不正確的是( )
A.實驗一證明鐵的金屬活動性比銅強
B.實驗二的現象是銅絲表面有銀白色固體析出，無色溶液變為藍色
C.實驗一燒杯②中反應后得到的溶液中含有
D.實驗過程中存在不規范操作
C
【解析】 實驗一燒杯①中無明顯現象，說明銅不與白醋反應，而
燒杯②中有氣泡產生且溶液由無色變為淺綠色，說明鐵與白醋反應，由此
說明鐵的活動性比銅強。 銅和硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，現象
為銅絲表面有銀白色固體析出，溶液由無色變為藍色。 燒杯②中
反應后得到的溶液中含有 ，而不是 。 膠頭滴管應豎直
懸空在燒杯正上方，實驗一膠頭滴管與燒杯①內壁接觸了，操作不規范。
7.[2023陜西中考]如下圖，將
金屬 插入燒杯內的 溶液中，
觀察到溶液顏色變藍后取出 ，向燒
（1）金屬 是_ ___________。
（或銅）
【解析】 與硝酸銀溶液反應后溶液變藍色，則有 生成，故 是銅。
杯內再加入一定量鋅粉，振蕩后，溶液藍色逐漸消失。
（2）加入鋅粉，溶液藍色消失的原因是_____________________________
___（用化學方程式表示）。

【解析】 鋅粉與硝酸銅反應的化學方程式為
，溶液從藍色逐漸變成無色。
（3）實驗結束后，燒杯內的溶液中一定________（填“存在”或“不存
在”） 。
不存在
【解析】 金屬活動性 ，鋅先與硝酸銀反應，再與硝酸銅反
應。由“溶液藍色逐漸消失”可知，溶液中的硝酸銅已完全反應，則硝酸銀
也完全反應。

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