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第2節　金屬的化學性質
　金屬與氧氣的反應
1．鐵、銅等金屬在潮濕的空氣中易與________發生復雜的化學反應。
2．在點燃或加熱條件下，多數金屬能和氧氣發生化學反應。
比如：2Mg＋O2________
3Fe＋2O2________
2Cu＋O2________
說明　①鐵在潮濕的空氣中易生銹，生成Fe2O3(鐵銹)，而在干燥的空氣中則不易生銹；其在氧氣中燃燒會生成Fe3O4(黑色固體)。
②鋁與空氣中的氧氣反應，表面生成一層致密
( http: / / www.21cnjy.com )的氧化物薄膜(Al2O3)，使鋁制品表面變暗，并可以防止內部的鋁進一步與氧氣反應，起到保護作用。但酸性或堿性物質會破壞鋁的氧化膜，所以不可用鋁制容器盛放酸性或堿性物質。
③銅在潮濕的空氣中也會生銹，銅銹[Cu2(OH)2CO3]俗稱銅綠，化學名稱為堿式碳酸銅。
　置換反應
置換反應是金屬發生的主要反應類型。
1．定義
置換反應是指一種________和一種________發生反應，生成另外一種單質和另外一種化合物的反應。可表示為：AB＋C===AC＋B。
說明　化學反應的四種基本類型為：化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應。
2．有金屬參與的置換反應的種類
(1)金屬與鹽溶液之間的反應，金屬可以與鹽發生置換反應，如：
2Al＋3FeSO4===________＋3Fe
但并不是所有的金屬都能置換出其他金屬。將一根鐵絲插入盛有CuSO4溶液的試管中，過一會兒發現鐵絲上有銅析出，發生的反應為：
Fe＋CuSO4===________＋Cu
而將銅絲插入FeSO4溶液中則不會有鐵析出
( http: / / www.21cnjy.com )。根據以上反應推斷，它們可能與金屬的活動性有關。經過長年的研究，人們將一些常見的金屬按其活動性由強到弱的順序排列如下：
K　Ca　Na　Mg　Al　Zn　____　Sn　Pb　(H)　____　Hg　Ag　Pt　Au
說明　①排在前面的金屬，其活動性比排在后面
( http: / / www.21cnjy.com )的強，可以將后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，這些反應都是置換反應。如Fe可以置換出Cu，反之就不可以。②鹽必須是可溶的。③鉀、鈣、鈉等活潑金屬，遇水就可發生反應，所以不能與鹽溶液發生置換反應。
(2)金屬與酸之間的反應
金屬活動性順序中，排在__
( http: / / www.21cnjy.com )__前面的金屬(除鉀、鈣、鈉)外，均可以與酸發生反應生成H2，這也是置換反應，只是各種金屬反應速度有所不同。一般來說，金屬活動性越強，反應越劇烈，反應速度越快。如Mg和Fe都可以與酸反應生成H2，但Mg與酸反應的反應速度要比Fe快，放出H2的速度也更快。反應的化學方程式為：
Mg＋H2SO4===________＋H2↑
Fe＋H2SO4===________＋H2↑
說明　①金屬在金屬活動性順序中必須排在
( http: / / www.21cnjy.com )H元素前面，但除鉀、鈣、鈉等活潑金屬，因為它們會先與溶液中的水反應。②酸應該是非氧化性酸(HNO3、濃H2SO4等則不符合)；如果目的是制取氫氣，則不能用揮發性酸(如濃鹽酸)，否則會使制得的氣體不純。③Fe與非氧化性的酸反應，生成二價鐵，而不是三價鐵；與氧化性的酸(如硝酸)反應，生成三價鐵。
例1　(株洲中考)用實驗比較銅、鋅、銀的金屬活動性，最好的方法是選用下列試劑中的(　　)
A．ZnSO4溶液
B．NaOH溶液
C．稀鹽酸
D．CuSO4溶液
例2　(青島中考)某化工廠的廢液中
( http: / / www.21cnjy.com )含有硝酸銀、硝酸亞鐵和硝酸鋅。某同學取適量的上述廢液樣品，將一定質量的鎂粉加入樣品中，充分反應后過濾，得到濾液和濾渣。請填空：
(1)若得到的濾液為淺綠色，則濾液中的溶質一定含有__________________(填寫化學式，下同)，可能含有________。
(2)若得到的濾液為無色，則濾渣中至少含有________種金屬。
(3)反應后得到濾渣的質量________(填“小于”、“大于”或“等于”)反應前加入鎂粉的質量。
例3　(衡陽中考)相同質量的M、N
( http: / / www.21cnjy.com )兩種金屬，分別與相同質量分數的足量稀鹽酸反應(M、N在生成物中均為＋2價)，生成H2質量和反應時間的關系如圖所示，下列有關敘述正確的是(　　)
A．金屬活動性：N>M
B．生成H2的質量相等
C．相對原子質量：N>M
D．消耗鹽酸的質量相等
　防止金屬腐蝕的常用方法
1．鐵在空氣中銹蝕主要是鐵與空氣中的____
( http: / / www.21cnjy.com )____、________等物質相互作用，發生一系列復雜的化學反應，使鐵轉化為鐵的化合物的過程。
2．鋼鐵銹蝕后生成鐵銹，鐵
( http: / / www.21cnjy.com )銹成分復雜(主要成分是________，化學式為Fe2O3)，它是一種疏松多孔的物質，不僅不能阻止鋼鐵制品與空氣和水的接觸，還會把空氣和水分保留在鋼鐵制品的表面，能讓水分和空氣中的氧氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續跟鐵反應，直至鐵被完全銹蝕。
3．探究金屬銹蝕的條件
我們用實驗的方法來探索金
( http: / / www.21cnjy.com )屬銹蝕的條件。取3支試管，A試管中是水和空氣，B試管中是剛煮沸過的蒸餾水，C試管中是裝有________(生石灰)的干燥空氣，在3支試管中各放一枚鐵釘，并用塞子塞緊(如圖1)。
經過6～7h后，發現________試管中的鐵釘嚴重生銹(其中又以中間部分最嚴重)。通過一系列的條件改變，如改變鐵釘的純度，用一塊純鐵片來進行實驗(如圖2)，反而不易發生銹蝕現象。
說明　探索鐵生銹的因素時，首先要根據生
( http: / / www.21cnjy.com )活經驗進行合理猜想，使探究有方向性，其次實驗中可能有多個條件影響鐵生銹，當我們要研究其中的一個條件時，就采用控制變量法(除被研究的變量外，其他條件都相同且適宜)，來探索這個條件對實驗結果的影響。
4．防銹三大措施：
我們已經知道了影響金屬銹蝕的條件，據此采取相應防止銹蝕的措施。
(1)保護膜法——如刷油漆、涂機油、封塑料膜、電鍍，目的是阻止金屬與________接觸。
(2)干燥劑法——如在鐵制品周圍放干燥劑，目的是減少________，保持干燥。
(3)改變鋼鐵內部結構法——如制成不銹鋼。
例4　(日照中考)某學習小組用相同的潔凈無銹的鐵釘對鐵制品銹蝕的條件進行探究，設計的實驗如圖所示，一周后觀察，下列說法錯誤的是(　　)
A．①和②中的鐵釘無明顯變化，③中的鐵釘明顯生銹
B．②中加入的蒸餾水要事先煮沸，目的是除去水中溶解的氧氣
C．③中鐵釘的甲、乙、丙三處，甲處銹蝕最嚴重
D．探究發現鐵生銹的主要條件是鐵與空氣和水(或水蒸氣)直接接觸
　金屬與酸反應
例5　(廣州中考)為了探究影響鋅與鹽酸反應劇烈程度的因素，某學習小組設計了下列實驗，下列說法正確的是(　　)
實驗①
實驗②
實驗③
A.對比實驗①和②，可研究鹽酸的濃度對反應劇烈程度的影響
B．對比實驗②和③，可研究鹽酸的濃度對反應劇烈程度的影響
C．對比實驗②和③，可研究溫度對反應劇烈程度的影響
D．對比實驗①和②，可研究溫度對反應劇烈程度的影響
　置換反應后質量的變化情況
例6　(鎮江中考)向一定質量AgN
( http: / / www.21cnjy.com )O3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn，溶液質量與加入Zn的質量關系如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．a點溶液中的溶質有2種
B．c點溶液中溶質為Zn(NO3)2
C．若取b～c段溶液，滴加稀鹽酸，有白色沉淀
D．取d點的固體，加入稀鹽酸，無氣泡產生
例7　(包頭中考)某化學小組向一定量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Mg粉，充分反應后過濾得溶液A和固體B
對濾液A所含的溶質有以下幾種猜想：
①Mg(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2
②Mg(NO3)2、Cu(NO3)2
③Mg(NO3)2、AgNO3
④只有Mg(NO3)2
經過討論大家一致認為不合理的猜想是________(填標號)，其理由是__________________。
【實驗探究】若猜想④成立，通過以下實驗可確定固體B的成分，請將下表填寫完整。
實驗步驟
現象
固體B的成分
______________
有氣泡產生
__________
第1題圖
1．(唐山市路北區中考模擬)如圖所示，有
( http: / / www.21cnjy.com )一段兩端不封口的玻璃管，一端系上一個小氣球，取一塊廢舊石棉網上剪下的鐵絲網，用鹽酸除去鐵銹，放入錐形瓶中，再向瓶中加入3～4ml食鹽水，迅速塞緊瓶塞，過一段時間觀察氣球的變化是(　　)
A．比原來大
B．比原來小
C．先變大，后變小
D．無明顯變化
第2題圖
2．(湘潭中考)某溶液中含有Cu(N
( http: / / www.21cnjy.com )O3)2和AgNO3，現向其中逐漸加入一定質量的鐵粉進行處理，并繪制參加反應的鐵的質量與溶液中溶質種類的關系圖，下列說法正確的是(　　)
A．a點溶液中溶質為3種時，金屬單質的種類也為3種
B．當溶質種類為2種時，金屬單質種類可能為2種
C．a、b兩點，溶液的質量相等
D．當溶質種類為1種時，金屬單質種類可能為1種
3．(河北中考)把等質量的X、Y、Z、
( http: / / www.21cnjy.com )M四種金屬分別加入到同體積、同濃度的足量稀鹽酸中。再把X加入到Z(NO3)2溶液中，M加入到YNO3溶液中。反應關系如圖所示。據此判斷四種金屬的活動性順序為(　　)
第3題圖
A．Z＞X＞M＞Y
B．X＞Z＞M＞Y
C．X＞Z＞Y＞M
D．Y＞M＞Z＞X
4．(遵義中考)某化學興趣小組
( http: / / www.21cnjy.com )，為了探究Ag、Zn、Cu三種金屬活動性順序，設計了如圖所示的4種實驗方案，請你判斷其中不能達到目的的是(　　)
5．(眉山中考)往200g
FeCl3
( http: / / www.21cnjy.com )和CuCl2的混合溶液中加入鐵粉。己知反應的先后順序和化學方程式分別為：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu。如圖為加入鐵粉的質量與反應后剩余固體質量關系。則下列說法不正確的是(　　)
第5題圖
A．B點后溶液的顏色為藍色
B．D點對應縱坐標為6.4
C．該200g溶液中的CuCl2質量分數為6.75%
D．取DE兩點間的剩余固體加入鹽酸，均有氣泡產生
6．(包頭中考)某化學小組的同學為測定銅鐵
( http: / / www.21cnjy.com )合金粉末中銅的質量分數，先稱得兩份質量均為m克的合金粉末，然后甲乙兩名同學分別按以下兩種方案進行實驗：
甲同學方案：合金粉末過濾，將得到固體洗滌、干燥、稱量，稱得質量為a克。乙同學方案：合金粉末過濾，將得到的固體洗滌、干燥、稱量，稱得質量為b克。
請回答下列問題：
(1)甲同學方案中，反應開始發生時的明顯現象是______________。
(2)實驗結束后，甲同學計算出合金中銅
( http: / / www.21cnjy.com )的質量分數為：×100%；乙同學計算出合金中銅的質量分數為：×100%，經過同學們討論，一致認為________同學的計算結果是錯誤的，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2節　金屬的化學性質
【要點詳解】知識點1：氧氣　2MgO　Fe3O4　2CuO　知識點2：單質　化合物　Al2(SO4)3
FeSO4　Fe　Cu　氫　MgSO4　
( http: / / www.21cnjy.com )FeSO4　例1　D　例2　(1)Zn (NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2　AgNO3　(2)2　(3)大于　例3　C
知識點3：氧氣　水　氧化鐵　干燥劑　A　空氣　水分　例4　C
【易錯點撥】例5　A　例6　B
【綜合應用】例7　③　鎂先與硝酸銀反應　【實驗探究】取固體加入鹽酸　鎂、銅和銀
【鞏固提升】1.A　2.B　3.B　4.D
5．A　
6.(1)有氣泡產生　(2)乙　稱得固體中既有原混合物中的銅還有新生成的銅

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