第2節(jié)金屬的化學性質第八單元第2節(jié)金屬的化學性質1、知道金屬與氧氣反應的規(guī)律2.掌握金屬活動性順序及相關應用3.掌握置換反應的概念一、金屬的化學性質1、大多數(shù)金屬可與氧氣的反應2Mg+O22MgO注：MgO是白色固體4Al+3O22Al2O3注：Al2O3是白色固體3Fe+2O2Fe3O4注：CuO是黑色固體【注意】①雖然鋁在常溫下能與氧氣反應，但是在鋁表面生成了一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止了反應的進行，所以鋁在常溫下不會銹蝕。②真金不怕火煉”說明金即使在高溫時也不能與氧氣反應，金的化學性質極不活潑。2、金屬+酸→鹽+H2↑置換反應（條件：活動性：金屬＞H）（1）H2SO4+Mg=MgSO4+H2↑2HCl+Mg=MgCl2+H2↑現(xiàn)象：反應劇烈，有大量氣泡產生，液體仍為無色（2）3H2SO4+2Al=Al2(SO4)3+3H2↑6HCl+2Al=2AlCl3+3H2↑現(xiàn)象：反應劇烈，有大量氣泡產生，液體仍為無色（3）H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑2HCl+Zn=ZnCl2+H2↑現(xiàn)象：反應比較劇烈，有大量氣泡產生，液體仍為無色（4）H2SO4+Fe=FeSO4+H2↑2HCl+Fe=FeCl2+H2↑現(xiàn)象：反應比較緩慢，有氣泡產生，液體由無色變?yōu)闇\綠色當一定質量的金屬與足量的稀鹽酸（或硫酸）反應時，產生的氫氣質量與金屬質量的關系：一價金屬相對原子質量法：3、金屬+鹽→另一金屬+另一鹽置換反應（條件：參加反應的金屬＞化合物中金屬元素）（1）Fe+CuSO4=Cu+FeSO4(“濕法冶金”原理)現(xiàn)象：鐵釘表面有紅色物質出現(xiàn)，液體由藍色變?yōu)闇\綠色（2）2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu現(xiàn)象：鋁絲表面有紅色物質出現(xiàn)，液體由藍色變?yōu)闊o色（3）Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag現(xiàn)象：銅絲表面有銀白色物質出現(xiàn)，液體由無色變?yōu)樗{色?！咀⒁狻竣貱uSO4溶液：藍色FeSO4、FeCl2溶液：淺綠色②Fe在參加置換反應時，生成+2價的亞鐵鹽。二、置換反應1.概念：由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質與另一種化合物的反應。2.特點：反應物、生成物都兩種；物質種類是單質與化合物。三、常見金屬活動性順序：KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金屬活動性由強逐漸減弱【易錯總結】在金屬活動性順序里：1.金屬的位置越靠前，它的活動性就越強2.位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫元素（不可用濃硫酸、硝酸）3.位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。（除K、Ca、Na）【診斷自測】1．（2023·株洲）下列反應中屬于置換反應的是（）A．Fe+CuSO4=FeSO4+Cu B．2NO+O2=2NO2C．3CO+Fe2O32Fe+3CO2D．2NaCl2Na+Cl2↑2．（2023·蘭州）下列方法中不能防止鍋鐵腐蝕的是（）A．表層鍍鋅 B．食鹽水浸泡C．制成合金 D．表層涂油3.下列變化不屬于化學變化的是（）A．鐵生銹B．銅器產生銅綠C．濕法煉銅D．鐵被磁化4.將過量的鐵粉投入硫酸和硫酸銅的混合溶液中，充分反應后過濾，濾出剩余的鐵和生成的銅，在濾液里含有的物質是（）A.FeSO4B.CuSO4C.Fe2(SO4)3D.H2SO45.除去銅粉中少量鐵粉，不可采用的方法是（）A.用磁鐵吸引B.加入足量稀鹽酸再過濾C.加適量CuSO4溶液D.在空氣中灼熱6.金屬的化學性質（1）與氧氣反應，生成____________，反應類型（）。（2）與酸的反應①（以鐵為例，寫出化學方程式）_____________________，反應類型（）。②與硫酸銅的反應（寫出化學方程式）：______________________，反應類型（）。從上述的金屬性質中我們可以總結出比較金屬活動性強弱的兩條規(guī)律___________________；______________________________。類型一：金屬與氧氣反應例1.銅、銀、金常被用作錢幣流通，從化學的角度看，主要是利用了它們的（）A.光彩照人B.硬度適中C.密度較大D.不活潑性答案：D解析：物質的性質決定物質的用途。用作貨幣的金屬首先應該化學性質穩(wěn)定，不易于發(fā)生腐蝕而損耗。銅、銀、金的性質都很穩(wěn)定，位于金屬活動順序表的后半部分。例2.下列物質在空氣中不能燃燒，在氧氣中可以燃燒的是（）A.鐵絲B.鎂條C.紅磷D.木炭答案：A解析：鎂條、紅磷、木炭，在空氣中可以燃燒；鐵絲在空氣中不能燃燒，但在純氧氣中能夠劇烈燃燒，生成四氧化三鐵，放出大量的熱。類型二：金屬活動性例3.從金屬利用的歷史看，先是青銅器時代，而后是鐵器時代，鋁的利用則是近百年的事，此先后順序與下列因素有關的是（）A.金屬的活動性B.金屬的導電性C.金屬在地殼中的含量D.金屬的延展性答案：A解析：金屬活潑性決定了金屬冶煉的難易，要求的技術也越高。故銅的性質不活潑，鐵次之，而鋁的性質活潑，難以冶煉得到。故金屬的利用與其活潑性有關。例4.有A、B、C、D四種金屬，分別把它們加入到稀鹽酸中，A、B、D反應后有氣體放出，C無明顯現(xiàn)象，再把A、D加入B鹽溶液中，D表面有B析出，而A沒有，則四種金屬的活動性順序是為（）A.A>B>D>CB.B>D>A>CC.D>A>B>CD.D>B>A>C答案：D解析：活潑的金屬單質能從不活潑金屬的鹽溶液中置換出該金屬。利用金屬間的置換反應可以比較金屬的活潑性強弱。如果金屬不能與酸反應置換出氫氣，這種金屬的活潑性較差。例5.（2023?荊門中考）向一定質量的AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入m克Zn，充分反應后過濾，將濾渣洗滌、干燥后稱量，得到的質量為m克，據(jù)此下列說法不正確的是（）A．取反應后的濾液觀察，濾液可能呈藍色B．取反應后的濾液滴加稀鹽酸，有白色沉淀產生C．取濾渣滴加稀硫酸，可能有氣泡產生D．濾渣中的物質至少有兩種答案：B解析：在金屬活動性順序中，Zn＞Cu＞Ag，向一定質量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn，與兩種溶質依次發(fā)生反應Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag65216所以析出銀的過程是固體質量增加的過程；Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu6564所以析出銅的過程是固體質量減少的過程；而反應前后固體質量都是mg，說明硝酸銀被置換完了，硝酸銅也發(fā)生了置換反應，因此濾渣一定含有銀和銅，可能含有鋅；濾液一定含有硝酸鋅，可能含有硝酸銅，一定沒有硝酸銀；A.濾液可能含有硝酸銅，因此濾液可能呈現(xiàn)藍色，故A說法正確；B.取反應后的濾液滴加稀鹽酸，沒有沉淀產生，因為硝酸銀完全被置換，故B說法錯誤，但符合題意；C.因為濾渣可能含有鋅，因此取濾渣滴加硫酸，可能有氣泡，故C說法正確；D.濾渣一定含有銀和銅，可能含有鋅；濾液一定含有硝酸鋅，可能含有硝酸銅，一定沒有硝酸銀；故D說法正確；例6.（2023?十堰中考）將一定質量金屬M的粉末放入盛有Cu（NO3）2溶液的燒杯中，充分反應后溶液呈無色；繼續(xù)向燒杯中加入一定量的AgNO3溶液，待充分反應后過濾，得藍色濾液和濾渣。根據(jù)實驗分析，以下結論錯誤的是（）A．金屬活動性順序：M＞Cu＞AgB．濾液中一定含有M的陽離子和Cu2+C．濾渣中一定含有Ag和CuD．向濾液中滴加稀鹽酸，可能產生白色沉淀答案：C解析：在金屬活動性順序中，排在前面的金屬會將排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，氯離子和銀離子會生成氯化銀沉淀．A.將一定質量金屬M的粉末放入盛有Cu（NO3）2溶液的燒杯中，充分反應后溶液呈無色，M比銅活潑，向燒杯中加入一定量的AgNO3溶液，待充分反應后過濾，得藍色濾液和濾渣，銅比銀活潑，所以金屬活動性順序：M＞Cu＞Ag，故A正確；B.濾液中一定含有M的陽離子和Cu2+，故B正確；C.銅可能剛好與硝酸銀反應，所以濾渣中一定含有Ag，可能含有銅，故C錯誤；D.濾液中可能含有硝酸銀，所以向濾液中滴加稀鹽酸，可能產生白色沉淀，故D正確．類型三：置換反應例7.鐵絲放入硫酸銅溶液中，下列描述中不正確的是（）A.鐵絲表面有紅色金屬銅生成B.溶液顏色有藍色逐漸變?yōu)闇\綠色C.溶液質量增加D.鐵絲中鐵的質量逐漸減少答案：C解析：鐵絲放入硫酸銅溶液，置換出金屬銅，生成硫酸亞鐵溶液，為淺綠色溶液；由于鐵的相對原子質量小于銅，溶液由硫酸銅變成硫酸亞鐵，溶液質量減少，固體質量增加。【易錯精選】1．（2023·泰安）能反映相關實驗過程中量的變化的圖象是（）A．用一氧化碳還原氧化鐵 B．等質量鎂、鋅分別和足量等質量分數(shù)的鹽酸反應C．鎂在氧氣中燃燒D．等質量、等質量分數(shù)的雙氧水完全分解2．（2023·臨沂）下列四個實驗中只需要完成三個就可以證明Zn、Cu、Ag三種金屬的活動性順序，其中不必進行的實驗是（）A．將鋅片放入稀硫酸 B．將銅片放入稀硫酸C．將銅片放入硝酸銀溶液D．將鋅片放入硝酸銀溶液3．（2023·1棗莊）X、Y、Z為三種金屬，已知①X+H2SO4=XSO4+H2↑②Y+2ZNO3=Y（N03）2+2Z③Y與稀硫酸不反應，則下列符合要求的X、Y、Z分別是（）A．FeCuAg B．CuHgAgC．MgZnFe D．FeAgCu4．（2023·溫州）為了驗證“Fe，Cu，Ag三種金屬的活動性由強到弱”，小明設計了如圖所示的實驗，其中可以達到實驗目的組合是（）A．①② B．①③ C．②④ D．③④5．（2023·湘西州）現(xiàn)有甲、乙、丙、丁甲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，且甲產生氣泡較快；再把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順序是（）A．丙＞乙＞?。炯?B．?。疽遥颈炯證．甲＞乙＞丙＞丁 D．乙＞甲＞丁＞丙6．（2023·重慶）下列事實能說明鋁的金屬活動性比鐵或銅強的是（）A．鋁在地殼中含量比鐵高B．鋁的熔點低于銅的熔點C．空氣中鐵比鋁更容易被腐蝕D．鋁絲在硫酸銅溶液中能形成“銅樹”7．（2023·邵陽）小軍欲探究X、Y、Z三種金屬的活動性順序，他做了如下實驗：①把X和Y分別放入稀硫酸中，X表面產生大量氣泡，Y表面無現(xiàn)象；②把Y放入Z的硝酸鹽溶液中，Y表面有Z析出，則X、Y、Z三種金屬的活動性順序是（）A．X＞Y＞Z B．Z＞Y＞XC．Y＞X＞Z D．X＞Z＞Y金屬位置越靠前的活動性越強，越易失去電子變?yōu)殡x子，反應速率越快。排在氫前面的金屬能置換酸里的氫，在氫后的金屬不能置換酸里的氫，跟酸不反應。排在前面的金屬（除鉀鈣鈉外），能把排在后面的金屬從它們的鹽溶液里置換出來。排在后面的金屬跟排在前面的金屬的鹽溶液不反應。④混合鹽溶液與一種金屬發(fā)生置換反應的順序是“先遠”“后近”。【注意】＊單質鐵在置換反應中總是變?yōu)椋?價的亞鐵。2.金屬＋酸→鹽＋H2↑中①等質量金屬跟足量酸反應，放出氫氣由多至少的順序：Al＞Mg＞Fe＞Zn。②等質量的不同酸（通常為鹽酸和稀硫酸）跟足量的金屬反應，酸的相對分子質量越小放出氫氣越多。③等質量的同種酸跟足量的不同金屬反應，放出的氫氣一樣多?！颈竟?jié)訓練】訓練【1】（2023·長沙）判斷金屬Zn、Fe、Ag的金屬活動性強弱有很多種方法，下列能作為判斷依據(jù)的是（）A．根據(jù)金屬導電性強弱判斷B．根據(jù)金屬導熱性快慢判斷C．根據(jù)鋅能把鐵從硫酸亞鐵溶液中置換出來，鐵能把銀從硝酸銀溶液中置換出來判斷D．根據(jù)金屬的密度大小判斷訓練【2】（2023·郴州）現(xiàn)有X、Y、Z三種金屬，把X、Y分別放入稀鹽酸中，Y產生氣體的速率比X快，把Z放入硫酸銅溶液中，一段時間后，無明顯現(xiàn)象，根據(jù)以上事實，判斷三種金屬的活動性強弱，正確的是（）A．X＞Y＞Z B．Y＞Z＞X C．Y＞X＞Z D．Z＞Y＞X訓練【3】（2023·河北）下列驗證Zn、Fe、Ag三種金屬活動性順序的實驗方案中（“﹣”表示未進行金屬與鹽溶液之間的實驗），不能達到實驗目的是（）ABCDZnSO4溶液﹣FeAgFeFeSO4溶液ZnAgZn﹣AgNO3溶液Fe﹣﹣FeA．A B．B C．C D．D訓練【4】（2023·咸寧）金屬R放入稀硫酸中，沒有氣泡產生，放入硫酸銅溶液中，表面有紅色物質析出．下列關于R的金屬活動性判斷不正確的是（）A．R＞Cu B．R＞Fe C．Zn＞R D．R＞Ag訓練【5】（2023·福州）以下實驗能比較出銅和銀的金屬活動性強弱的是（）A．測定兩種金屬的密度B．銅片放入硝酸銀溶液中C．將兩種金屬片相互刻劃D．銅片、銀片分別放入稀硫酸中訓練【6】（2023·連云港）金屬活動性順序表在化學學習中有重要作用，下列說法正確的是（）A．Zn不能置換出稀硫酸中的氫B．Ag能將硝酸銅溶液中的銅置換出來C．在Al、Mg、Fe中金屬活動性最強的是AlD.“真金不怕火煉”說明金在高溫時也不與氧氣反應訓練【7】銅和鋁是日常生活和生產中重要的金屬。鈦(Ti)有許多神奇的性能，越來越引起人們的關注，是21世紀的重要金屬之一。依據(jù)三種金屬的性質和用途，判斷下列說法錯誤的是（）A.鈦或鈦合金放到海水中數(shù)年，取出后仍光亮如初，這說明金屬鈦具有很強的抗腐蝕性B.將大小、厚薄相等的銅、鋁、鈦分別放入盛有稀鹽酸的試管中，觀察到盛鈦的試管放出氣泡緩慢，盛鋁的試管放出氣泡快，盛銅的試管無現(xiàn)象，由此可推測三種金屬的活動性順序為Al>Cu>TiC.某同學的銅制眼鏡框表面出現(xiàn)了綠色物質〔主要成分Cu2(OH)2CO3〕，可用稀鹽酸除去D.高層建筑常采用鋁合金門窗而不采用鐵門窗，主要原因是鋁的密度小且易形成一層致密的氧化物薄膜訓練【8】含有硝酸鋅、硝酸鎂、硝酸銅、硝酸銀四種溶質的溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應后過濾，濾紙上一定有________________________,濾液中一定有____________；如果濾紙上有銅，則濾紙上一定也有________________________，濾液中一定有____________,濾液中一定沒有____________；如果濾紙上有鐵，則濾紙上一定同時還有____________，濾液中一定有____________________________________。訓練【9】寫出下列變化的化學反應方程式。（1）用砂紙打磨過的鋁片放置在空氣中__________________________。（2）鐵釘在稀硫酸溶液中______________________。（3）鐵絲浸泡在硫酸銅溶液中_____________________________。訓練【10】（2023北京中考）金屬鈦（Ti）抗腐蝕性能好，露置于空氣中數(shù)年，仍光亮如初．以金紅石（主要成分是TiO2）為原料生產金屬鈦的步驟主要有：①在高溫下，向金紅石與焦炭的混合物中通入氯氣（Cl2），得到TiCl4和一種可燃性氣體；②在稀有氣體環(huán)境和加熱條件下，用Mg和TiCl4反應得到Ti和MgCl2．下列說法不正確的是（）A.①中的反應TiO2+C+2Cl2TiCl4+CO2B.②中的稀有氣體的作用是隔絕空氣C.②中發(fā)生的反應為置換反應D.金屬鈦在常溫下不與O2反應1.“金銀銅鐵錫”俗稱五金。在這五種金屬中，金屬活動性最強的是（）A.鐵B.金C.銀D.銅2.將甲、乙兩種金屬片分別放入丙的硫酸鹽溶液中，甲表面有金屬丙析出，乙表面沒有任何變化。據(jù)此判斷，三種金屬的活動性順序是（）A.甲>丙>乙B.丙>甲>乙C.乙>甲>丙D.甲>乙>丙3.在氯化銅和氯化亞鐵的混合溶液中加入一定量的鎂粉，充分反應后過濾，向濾出的固體中滴加稀鹽酸，沒有氣泡產生。下列判斷正確的是（）A.濾出的固體中一定含有銅，可能含有鐵和鎂B.濾出的固體一定含有銅，一定不含鐵和鎂C.濾液中一定含有氯化鎂和氯化亞鐵，可能含有氯化銅D.濾液中一定含有氯化鎂、氯化亞鐵、氯化銅4.燒杯中盛有質量相等、質量分數(shù)相等的稀鹽酸，天平調平后，同時向左右燒杯中分別加入等質量的鋅片和鐵片，則從反應開始到金屬完全反應的過程中，天平指針指向的變化是（）A.向左偏 B.向右偏C.先向左偏后向右偏 D.先向右偏后向左5.下列化合物可以通過金屬與對應的酸發(fā)生置換反應獲得的是（）A.CuCl2B.FeCl3C.AgNO3D.Al2(SO4)36．（2023朝陽二模）錳絲放入稀硫酸中，有氣泡產生，放入硫酸鋁溶液中，表面沒有金屬析出。下列關于錳活動性判斷不正確的是（）A．Mn>CuB．Al>MnC．Mn>HD．Mn>Mg7.有甲、乙、丙、丁四種金屬。只有甲在自然界主要以游離態(tài)存在。丁鹽的水溶液不能用乙制的容器盛放，但可以用丙制的容器盛放。這四種金屬的活動性由強到弱的順序是（）A.甲＞乙＞?。颈鸅.丙＞?。疽遥炯證.丙＞乙＞?。炯譊.乙＞?。颈炯?.向AgNO3溶液中加入一定質量Fe和Al的混合溶液，充分反應后過濾，得到濾渣和淺綠色濾液。下列說法正確的是（）A．濾液中一定含有Al3+、Ag+B．濾液中一定含有Fe2+、Ag+C．濾渣中一定含有FeD．濾渣中一定含有Ag2.下列事實不能用金屬的活動性順序加以解釋的是（）A．不能用銅與稀硫酸反應制取氫氣B．鐵能置換出硫酸銅溶液中的銅C．在化合物中，鐵顯+2、+3價，銅顯+1、+2價D．相同條件下，鋅和鐵與稀硫酸反應的劇烈程度3.在AgNO3、Zn（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液中加人一定量的鐵粉，充分反應后過濾．向濾渣中加入稀鹽酸，有氣泡產生。根據(jù)上述現(xiàn)象，下列結論正確的是（）A．濾渣中一定有ZnB．濾渣中可能有Ag、CuC．濾液中一定有Fe（NO3）2、Zn（NO3）2D．濾液中可能有AgNO3、Cu（NO3）24.用廉價金屬回收貴重金屬是工業(yè)生產中的一道重要程序。某化學興趣小組的同學在實驗室中進行了模擬實驗．向含有硝酸銅和硝酸銀的廢液中加入一定量的鐵粉，充分反應后過濾，得到濾液和濾渣。下列說法正確的是（）A．濾液中最多含有三種溶質B．濾液質量比反應前原溶液質量大C．濾液中一定含有硝酸亞鐵，濾渣中一定含有銀D．若反應后所得濾液呈淺綠色，則濾渣中一定含有鐵、銅、銀5.用實驗探究鋁和銅的金屬活動性強弱，若提供的試劑只有：氯化銅溶液、氯化鋁溶液、鋁、銅和稀鹽酸，對此下列說法正確的是（）A．最多只能設計一種實驗方案B．氯化銅溶液是不可或缺的試劑C．選用兩種合適的試劑即可實現(xiàn)實驗目的D．氯化鋁溶液中加入銅不能探究金屬活動性強弱6.除去以下物質中的少量雜質，所用試劑及方法正確的是（）選項物質雜質所用試劑及方法ACO2HCl通入足量的NaOH溶液BCaCl2溶液稀鹽酸加入過量的CaCO3，過濾CFeSO4溶液CuSO4溶液加入足量的Zn粉，過濾DK2SO4溶液MgSO4溶液加入適量的NaOH溶液，過濾7.（2023東城一模）人類的生活和生產都離不開金屬材料。（1）下列物品中，利用金屬導熱性的是（填字母序號）。A.鐵鍋B.銅導線C.鋁箔D.黃金飾品（2）鋁的化學性質比鐵活潑，而鋁在空氣中不易被腐蝕，其原因是。（3）銅在潮濕的空氣中易生銹，銅銹的主要成分是堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]，參與生銹反應的物質可能是氧氣、和。8．（2023海淀一模）用甲、乙和鐵三種金屬進行以下實驗：（1）將鐵絲在純氧中點燃，可觀察到鐵絲劇烈燃燒，放大量熱，火星四射，的現(xiàn)象。（2）將甲、乙和鐵分別加入三份完全相同的稀鹽酸中，觀察到金屬乙和鐵的試管中均有氣泡產生，金屬甲的試管中無明顯現(xiàn)象。由此確定在金屬活動順序表中位于氫后的金屬是。（3）將金屬乙加入FeSO4溶液中，觀察到乙的表面有灰黑色金屬析出，可推斷金屬乙的活動性比鐵(填“強”或“弱”)。9.鎂將成為21世紀重要的輕型環(huán)保材料，我國含有非常豐富的鎂資源。（1）占地球表面積70％的海洋是天然的鎂元素寶庫，從海水中提取鎂的流程如下：海水中的MgCl2Mg(OH)2MgCl2·6H2O→MgCl2→Mg①在實驗室進行過濾操作時需要用到玻璃棒，其作用是________________________。②電解熔融氯化鎂的過程中，____________能轉化為____________能。（2）①金屬鎂是一種較活潑金屬，在二氧化碳氣體中也能燃燒。燃燒的化學方程式為2Mg+CO2C+2MgO，此反應類型屬于（）A.分解反應B.化合反應C.置換反應D.復分解反應②金屬鎂在高溫下與氮氣反應生成氮化鎂，在氮化鎂中氮元素的化合價為-3。據(jù)此寫出氮化鎂的化學式____________________________________。10.小明在學習金屬活動性順序時，對課本上“活動性較強的金屬一般可以