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課題2　金屬的化學性質
課標內容 學業內容
1.通過實驗探究等活動認識常見金屬的主要化學性質。 2.通過實驗探究等活動認識金屬的活動性順序。 1.能通過實驗說明常見的金屬的主要性質,并能用化學方程式表示。
2.能辨別常見的置換反應。
3.能利用常見物質的性質,分析、解釋一些簡單的化學現象和事實。
4.能運用研究物質性質的一般思路與方法,從物質類別的視角,依據金屬活動性順序、中和反應等,初步預測常見的金屬、酸和堿的主要性質,設計實驗方案,分析、解釋有關的實驗現象,進行證據推理,得出合理的結論。
一、金屬與氧氣的反應
1.鋁的抗腐蝕性好的原因是鋁的表面能被氧化,生成一層致密的
　 　薄膜。
2.常溫下,鎂、鋁與氧氣反應的化學方程式分別為
氧化鋁
高溫
氧氣
二、金屬活動性順序
1.金屬與酸(鹽酸或稀硫酸)的反應
(1)探究實驗
以上四種金屬的活動性順序:　 　>　 　>　 　>　 　。
Mg
Zn
Fe
Cu
(2)鎂、鋅與鹽酸反應的化學方程式分別為　 　,
　 　。
鐵與鹽酸、稀硫酸反應的化學方程式分別為　 　, Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑。
(3)置換反應
①概念:由一種　 與一種　 　反應,生成另一種　 　和另一種　 　的反應。
②通式:A+BC AC+B。
單質　
化合物
單質
化合物
2.金屬與金屬化合物溶液的反應
寫出下列反應的化學方程式:
(1)鐵與硫酸銅溶液:　 　。
(2)鋁與硫酸銅溶液:　 　。
(3)銅與硝酸銀溶液:　 　。
3.金屬活動性順序
(1)規律
強
減弱
(2)應用
在金屬活動性順序里:
①金屬的位置越靠前,它的活動性就越　 　。
②位于　 　的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。
③位于　 　的金屬能把位于　 　的金屬從它們化合物的溶液里置換出來(K、Ca、Na除外)。
強
氫前面
前面
后面
貼近生活
(1)鎂、鋁燃燒時發出耀眼的白光,可用于制作照明彈或焰火。
(2)“真金不怕火煉”是指金的化學性質穩定,高溫下也不與氧氣反應。
思考拓展
鐵與稀鹽酸或稀硫酸反應生成氯化亞鐵或硫酸亞鐵,其中鐵元素的化合價為+2。含有Fe2+的溶液呈淺綠色。
溫馨提示
判斷置換反應,巧用“兩看”定乾坤
置換反應的形式為單質+化合物→新單質+新化合物。判斷時做到如下“兩看”:
一看物質種類:反應物和生成物都分別有兩種物質;
二看物質類別:反應物和生成物中分別有一種單質和一種化合物。
此“兩看”中的兩項內容須同時滿足。
巧學妙記
金屬活動性順序可采用“五元素一句”來記憶,即“鉀鈣鈉鎂鋁、鋅鐵錫鉛氫、銅汞銀鉑金”。
探究點一　金屬與氧氣的反應
1.結合下列金屬與氧氣反應的現象,寫出化學方程式。
金屬 現象 反應的化學方程式
鎂 劇烈燃燒,發出耀眼的白光,放熱,生成白色的固體 　 　
鋁 劇烈燃燒,發出耀眼的白光,放熱,生成白色的固體 　 　
鐵 劇烈燃燒,火星四射,放熱,生成黑色的固體 　 　
銅 紫紅色的銅變成黑色的固體 　 　
2.鋁制品和金都有很好的抗腐蝕性,其原理有什么不同
答案:鋁制品具有很好的抗腐蝕性,是因為鋁與空氣中的氧氣反應生成一層致密的保護膜,從而阻止了里層的鋁進一步被氧化。金耐腐蝕是因為金的化學性質穩定,不與氧氣反應。
3.能否用高溫灼燒的方法來鑒別黃銅和黃金
答案:金在高溫時也不與氧氣反應,銅在加熱條件下能與氧氣反應生成黑色的氧化銅,因此可以用高溫灼燒的方法來鑒別黃銅和黃金。灼燒時沒有變化的是黃金,變黑色的是黃銅。
[例1] 下列關于金屬與氧氣發生反應的觀點中正確的是( )
A.細鐵絲在空氣中不能燃燒,是因為它不能與氧氣反應
B.鎂在空氣中能與氧氣發生化學反應,其反應的化學方程式為Mg+O2 MgO2
C.根據各種金屬與氧氣反應的難易程度,可以初步比較一些金屬的活 潑性
D.金屬與氧氣發生化學反應時,都需要在點燃或加熱的條件下才能發生
C
(1)大多數金屬能與氧氣反應,但反應的劇烈程度不同,越活潑的金屬,反應越劇烈。
探究點二　金屬與鹽酸、稀硫酸的反應
4.探究金屬是否與酸反應及反應的劇烈程度,完成下列內容。
金屬 現象 反應的化學方程式
鹽酸或稀硫酸 鹽酸 稀硫酸
鎂 反應 　,產生 _ 　,溶液仍為無色 _ . _
.
鋅 反應 ,產生 . 　 ,溶液仍為無色 . . .
.
劇烈
大量
氣泡
MgCl2+H2↑
MgSO4+H2↑
ZnCl2+H2↑
ZnSO4+H2↑
比較劇烈
較
多氣泡
鐵 反應 　,有 　產生,溶液由無色變為 　色 . . .
.
銅
緩慢
少量氣泡
淺綠
FeCl2+H2↑
FeSO4+H2↑
沒有變化
5.按如圖實驗,根據“金屬表面產生氣泡的快慢”為標準來判斷鋅、鐵的活動性強弱,你認為是否合理
答案:酸的種類、濃度、體積及金屬的表面積、溫度等因素也會影響金屬與酸反應的劇烈程度。該實驗由于酸的種類不同,所以不合理。
6.小剛與小紅分別做相同質量的不同金屬與同濃度的稀硫酸反應的實驗,實驗結束后,分別繪制出金屬Zn、Fe與稀硫酸反應放出氫氣的圖像。
答案:小紅的圖像存在錯誤,因為Zn與稀硫酸的反應速率比Fe快,因此圖像中Fe與Zn標反了。
小剛　　　 小紅
(1)兩個圖像中哪個同學的圖像存在錯誤 說明理由。
答案:小剛取的金屬量較少,金屬完全反應;而小紅取的酸量較少,酸完全反應。
(2)你認為他們所繪圖像不同的原因應該是什么
[例2] 將相同質量的鎂、鋅、鐵分別和足量的等質量分數的稀鹽酸反應,反應情況如圖所示,其中圖像正確的是( )
D
(1)利用金屬與鹽酸或稀硫酸能否反應以及反應的劇烈程度可以判斷金屬的活動性強弱。金屬與酸反應越劇烈,金屬越活潑。但要注意酸的種類、濃度、體積及金屬的表面積、溫度等因素也會影響金屬與酸反應的劇烈程度,設計實驗應注意控制變量。
(2)金屬與酸反應的圖像分析
①等質量金屬與足量的酸反應,酸是足量的,說明金屬完全反應,所以最終生成氫氣的質量要依據金屬的質量來計算。可用如圖表示。
可簡單概括為越陡越活,越高越小。
②足量的金屬與等量的酸反應,金屬是足量的,說明酸完全反應,最終生成氫氣的質量要依據酸的質量來計算,所以最終生成氫氣的質量相等。可用如圖表示。
探究點三　金屬活動性順序
7.探究金屬與金屬化合物溶液的反應,完成下列內容。
實驗 現象 反應的化學方程式
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 　
鋁絲上有紫紅色物質生成,
溶液顏色逐漸變淺
3Cu+Al2(SO4)3
銅絲上有銀白色物質生成,
溶液由無色逐漸變為藍色
2Ag+Cu(NO3)2
無明顯現象
答案:(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化合物的溶液里置換出來(K、Ca、Na除外)。
8.金屬活動性順序在工農業生產和科學研究中有哪些重要應用
[例3] 現有甲、乙、丙、丁四種顆粒大小相同的金屬,分別投入相同的稀硫酸中,只有甲、乙表面有氣泡產生,且乙產生氣泡較快并且放熱更明顯;再把都經過打磨后的丙和丁投入相同的硝酸銀溶液中,過一會兒,丙的表面有銀析出,而丁沒變化,則四種金屬的活動性由強到弱的順序是( )
A.乙>甲>丙>丁
B.丙>乙>丁>甲
C.甲<乙<丙<丁
D.乙<甲<丁<丙
A
知識點一　金屬與氧氣的反應
1.(2022臨沂改編)下列有關金屬材料的說法正確的是( )
A.金屬鋁在常溫下與氧氣劇烈反應
B.“真金不怕火煉”說明金的化學性質不活潑
C.各種金屬都能與氧氣在常溫下反應
D.紅熱的鐵絲能在空氣中燃燒
B
知識點二　金屬與酸的反應
2.(2022菏澤)下列物質:①MgSO4,②FeCl3,③CuSO4,④ZnCl2,能夠通過金屬與稀鹽酸或稀硫酸反應生成的是( )
A.①② B.③④
C.②③ D.①④
D
3.金屬與鹽酸反應的示意圖如下所示。下列說法正確的是( )
A.實驗室可用銅和鹽酸制氫氣
B.四種金屬中活動性最強的是鎂
C.鐵可以把鋅從硫酸鋅溶液中置換出來
D.鐵與鹽酸反應的化學方程式為 2Fe+6HCl 2FeCl3+3H2↑
B
4.將質量相等的鎂粉和鐵粉分別投入等質量等濃度的稀硫酸中,所得H2質量與稀硫酸質量關系曲線正確的是( )
B
知識點三　金屬活動性順序
5.(2022青海)下列金屬不能從CuSO4溶液中置換出Cu的是( )
A.Al B.Fe
C.Zn D.Ag
D
D
1.(2022新疆)下列金屬中,活動性最強的是( )
A.銅 B.鋁 C.鎂 D.鐵
2.(2022濱州)金屬和合金是生活中比較常見的物質。下列有關說法正確的是( )
A.銀能與稀硫酸發生置換反應
B.鋼的硬度比純鐵的硬度小
C.在常溫下,鋁比鎂更容易與氧氣發生化學反應
D.鎢的熔點高,可以用來制作燈泡中的燈絲
C
D
3.下列事實能用金屬活動性解釋的是( )
①鋁制品比鐵制品耐腐蝕
②用硫酸銅溶液和鐵制取銅
③用稀鹽酸除鐵銹
④金屬銅不能與稀硫酸反應
A.①② B.①②③
C.②④ D.①②④
C
4.請結合圖示分析,下列說法正確的是( )
A
5.經過實驗探究,人們總結出了金屬活動性順序規律,下列有關說法正確的是( )
A.金屬鋁比鐵更耐腐蝕,是因為鐵更活潑
B.工業上可以利用單質鐵回收硫酸鋅溶液中的金屬鋅
C.銅、銀單質分別與稀鹽酸混合,銅置換出氫氣更快
D.金屬活動性順序可作為金屬能否在溶液中發生置換反應的一種判斷依據
D
6.(2023陜西)用下列各組物質進行實驗,能驗證Mg、Ag、Cu三種金屬活動性強弱的是( )
A.Mg、Ag、Cu、稀硫酸
B.Mg、Ag、CuSO4溶液
C.Ag、Cu、MgCl2溶液
D.Ag、CuCl2溶液、MgSO4溶液
B
7.(2022懷化)現有質量相等的X、Y、Z三種金屬,分別放入三份濃度相等的足量稀硫酸中,X不發生反應,Y、Z在生成物中均顯+2價,Y、Z反應生成氫氣的質量與反應時間的關系如圖所示,則下列說法正確的是
( )
A.X、Y、Z的金屬活動性順序:Y>Z>X
B.相對原子質量:Y>Z
C.完全反應生成氫氣的質量:YD
8.(2022孝感)為驗證鋅、鐵、銅三種金屬的活動性順序,小紅設計了如圖所示的四個實驗,下列說法中正確的是( )
A.通過實驗①②③能驗證鋅的金屬活動性比鐵強
B.實驗③中溶液的質量變大
C.X可能為鋅,Y可能為硫酸亞鐵
D.只做實驗③和④,一定不能驗證鋅、鐵、銅的金屬活動性順序
C
9.(2022北京)用如圖所示實驗研究金屬的性質。
氫氣
(1)①中有氣體生成,生成的氣體為　 　。
(2)③中反應的化學方程式為　 。
(3)下列實驗組合中,能得出鐵、銅、銀的金屬活動性順序的是　　(填字母)。
A.①④　　B.③④　　C.①②④
BC
1.(數字化實驗)小明同學取鎂、鋁、鋅三種金屬,分別放入盛有質量和質量分數都相等的稀鹽酸的錐形瓶中,實驗裝置如圖甲所示,采集數據,得到如圖乙所示的壓強變化曲線。
甲　測定壓強變化的實驗裝置
乙　金屬與稀鹽酸反應時壓強的變化曲線
(1)鎂、鋁、鋅與稀鹽酸反應產生的相同氣體是　 　(填化學式)。
(2)鋁對應的曲線是B,反應速率先慢后快,其主要原因是　 _
_
　。
(3)從圖乙分析,以下結論正確的是　 　(填序號)。
①金屬鎂對應的壓強變化曲線是A
②M點時參加反應的鎂、鋅質量相等
③實驗時取用的鎂、鋁質量可能相等
H2
鋁的表面有
一層致密的氧化鋁薄膜,氧化鋁先與稀鹽酸反應生成氯化鋁和水,氧
化鋁反應完,鋁再與稀鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣
①③
弱
(2)接下來,同學們設計了如下實驗流程回收銅和鎳。
Cu(或銅)
如圖中,固體A是　 　,②中反應的化學方程式是　 _
　(只寫一個)。
Zn+
(3)要驗證Ni、Zn、Cu的金屬活動性順序,用下列各組藥品進行實驗,不能達到目的的是　 　(填字母)。
A.Ni、Zn、Cu、稀鹽酸
B.Ni、Cu、ZnSO4溶液
C.Zn、Cu、NiSO4溶液
D.Ni、ZnSO4溶液、CuSO4溶液
B
謝謝觀賞！

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