北京市第四中学中考化学总复习:金属及金属的化学性质(提高)知识讲解.docx
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化学中考知识点总结金属一、金属的性质1. 导电性:金属是良好的导电体,因为金属中存在大量的自由电子,能够在电场作用下移动。
2. 导热性:金属具有良好的导热性,能够快速传递热量。
3. 延展性和韧性:金属具有良好的延展性和韧性,能够制成各种形状的制品。
4. 光泽性:金属具有光泽,反射光线,呈金属光泽。
5. 反应性:金属与非金属发生反应时,通常是发生氧化还原反应。
6. 熔点和沸点:金属具有较高的熔点和沸点。
7. 密度:金属的密度一般较大。
8. 颜色:金属具有特有的颜色,例如铜呈红色,铁呈灰色。
二、金属的晶体结构1. 金属的晶体结构大多为紧密堆积结构或者密排层结构。
2. 根据晶体结构的不同,金属可分为面心立方结构、体心立方结构、六角密堆结构等。
三、金属的化学性质1. 金属的氧化反应:金属与氧气反应,生成金属氧化物。
2. 金属的酸度:金属氧化物通常呈碱性。
3. 金属的氧化还原性:金属和非金属发生氧化还原反应,金属失去电子形成阳离子。
4. 金属的水合物:金属和水反应,生成金属氢氧化物和氢气。
5. 金属的硫化物和氧化物:金属与非金属的硫化物和氧化物反应,生成金属硫化物和氧化物。
6. 金属的碱度:金属氢氧化物呈碱性,可与酸中和反应。
7. 金属与酸反应:活泼金属与酸反应,产生氢气。
8. 金属的溶解度:金属可在酸溶液中溶解,生成金盐和氢气。
四、金属的提取1. 铁的提取:铁的主要矿石为赤铁矿、菱铁矿等,常用焦炭还原法提取。
2. 铝的提取:铝的主要矿石为矾土、铝土矿等,常用电解法提取。
3. 铜的提取:铜的主要矿石为黄铜矿、赤铜矿等,常用火法和湿法提取。
4. 锌的提取:锌的主要矿石为闪锌矿、菱锌矿等,常用焦炭还原法提取。
五、金属的合金1. 合金是由两种或两种以上金属或金属与非金属间按一定比例混合而成,具有优良的性能。
2. 合金的种类:常见的合金有铜合金(青铜、黄铜)、铝合金、镁合金、不锈钢、硬质合金等。
六、金属的应用1. 金属作为结构材料:金属在建筑、机械、航空航天等领域中作为结构材料应用广泛。
第I-三讲金属材料金属的化学性质考点一金属材料1. 儿种重要的金属⑴日常生活中的锄、刀等都是由 _______________ 制成的,金属材料包括___________和它们的______ 。
(2) 金属的物理性质:人多数金属都具有_______________ ,密度和换度较—,熔沸点较—,具有良好的__________ 和_________ 、 _______ ,在室温下除—为液体,其余金属都是固体。
(3) 物质的性质和物质的用途之间的关系:物质的性质在很人程度上决定了它们的—用途,当然还需考虑价格是否便宜、资源是否丰富、外形是否美观、使用是否便利、废料是否利于回收和对环境的影响等多种因素。
2. 合金(1) 合金是在金属中加热熔合某些______ 或__________ ,形成的具有________ 特征的物质,合金与纯金属相比,性能上发主了改变,说明物质的___________ 改变会使具______ 发牛改变,合金的用途比纯金属的用途广泛。
(2) 铁合金主要包括—和_______ ,它们的区别是___________ 不同⑶饮和钛合金是21壯纪重要的金属材料,有很多优良的性能,如熔点高、密度小、易于加T、可犁性好、机械性能好等,尤其是钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好,因此被广泛用于火箭、导弹、航犬飞机、船舶、化工和通信设备等。
考点二金属的化学性质1. 金属的化学性质⑴金属M氧气的反应,例如:常温下(写出化学方程式)铝打氧气反应: :在点燃或加热条件下镁在空气中燃烧:____ ;铁在氧气中燃烧:⑵金属与酸的反应,例如:该反应的条件:①金加为金属活动性顺序屮全(Z前的活泼金属;②酸为盐酸或稀硫酸等作氧化性酸。
(3)金属与盐溶液的反应,例如:Fe + CuSO4= ____________________________________ o该反应的条件:①反应物中金属活动性强于金属(K、Ca、Na除外);②反应物中的盐必须可溶。
金属及金属的化学性质(基础)【巩固练习】一、选择题 (每小题只有一个选项符合题意)1.物质的用途与性质密切相关。
下列说法不正确是()A.铜用于制导线,是由于铜有良好的导电性B.氮气常用作保护气,是由于氮气的化学性质不活泼C.二氧化碳用于灭火,是由于二氧化碳不可燃、不助燃且密度比空气大D.铁制品表面涂“银粉”(铝粉)防生锈,是由于铝的化学性质比铁稳定2.从金属利用的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近百年的事。
这个先后顺序跟下列有关的是()①地壳中金属元素的含量;②金属活动性顺序;③金属的导电性;④金属冶炼的难易程度;⑤金属的延展性A.②⑤B.②④C.③⑤D.①③3.(2012.江西)下列生活用品用金属材料制作而成的是()4.(2012.潍坊市)下列金属中,最活泼的是()A.银B.铜C.镁D.铝5.(2012.广州市)下列说法正确的是()A.铝是人类最早利用的金属材料B.铜是目前世界年产量最高的金属C.大多数金属元素在自然界中以单质形式存在D.日常使用的金属材料大多数是合金6. 熔点最低的金属是()A.铝B.汞C.铁D.钙7.白蚂蚁能分泌一种酸——蚁酸,该酸能腐蚀很多建筑材料。
下列建筑材料最不易被白蚂蚁腐蚀的是( )A.钢筋B.铜像C.大理石D.铝合金8.把锌片分别插入下列溶液中,不能发生置换反应的是( )A.AgNO3溶液B.稀盐酸C.NaCl溶液D.CuSO4溶液9.下面是三种金属与相同浓度的盐酸反应开始时的现象示意图。
由此可得出三支试管中的金属活动性顺序是( )A.a>b>cB.c>b>aC.b>a>cD.c>a>b10.将一定量Zn投入过量稀H2SO4中,产生H2总质量a与时间t的关系如下图所示,哪一个图象符合实际( )11.某金属A能与硫酸铜溶液发生置换反应,但不能跟氯化锌溶液反应。
关于A、铜和锌的金属活动性由强到弱排列正确的是()A.Zn、A、Cu B.Zn、Cu、AC.A、Zn、Cu D.Cu、A、Zn二、填空题12.在“南海一号”打捞出来的文物中,“金龙纹手镯”光彩夺目,完好无损;铜镜表面有铜锈;铁器则锈迹斑斑,残存很少,这说明金、铜、铁这三种金属的活动顺序由强到弱的顺序是。
金属及金属的化学性质(提高)撰稿:熊亚军审稿:于洋【学习目标】1.知道常见金属的物理性质、特性及其应用;知道生铁和钢等重要合金。
2.掌握铁、铝等常见金属与氧气的反应;掌握常见金属与盐酸、稀硫酸的置换反应,以及与化合物的溶液的反应。
3.掌握金属的活动性顺序;能用金属的活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断。
【要点梳理】要点一、金属材料金属材料包括纯金属和它们的合金。
1.几种常见的金属(1)常见的重要金属:铁铝铜锌钛锡金银等。
(2)金属有许多共同的性质,如:①金属光泽;②良好导电性、导热性;③良好的延性、展性;④韧性好、能弯曲。
2.常见金属的特性(1)颜色:大多为银白色,铜呈紫红色、金呈黄色;(2)状态:常温下大多为固体,汞为液体;(3)密度差别很大:金为 19.3 g/cm3,铝为 2.7 g/cm3;( 4)导电性差异很大:银为100,铅仅为 7.9 ;(5)熔点差别大:钨为 3410℃,锡仅为 232℃;(6)硬度差别大:铬为 9,铅仅为 1.5 。
3.一些金属物理性质的比较4.合金知识(1)合金:是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
合金是混合物,合金中至少含有一种金属。
(2)生铁(含碳量为 2%~ 4.3%)和钢(含碳量为 0.03%~ 2%)都是铁合金。
因含碳量不同合金的性能不同,含碳量越大,硬度越大;含碳量越低,韧性越好。
(3)黄铜、青铜、焊锡、硬铝、 18K 黄金、 18K 白金、钛合金等也是常见的合金。
(4)合金的性能与组成合金的各成分的性能不同。
合金的硬度比组成它们的纯金属的硬度大,合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。
【要点诠释】1.金属的用途要从不同金属的各自不同的性质以及价格、资源、美观、便利、回收等各方面考虑。
如银的导电性( 100)比铝的导电性( 61)大很多,但电线一般用铝制而不用银制。
因为铝的密度( 2.7 g/cm 3)比银的密度 (10.5 g/cm3) 小,价格比银低很多,资源比银丰富得多。
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中考化学金属和金属材料知识点考点一、金属材料(一)纯金属材料:纯金属(90多种)(二)合金(几千种):由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质.1.金属材料包括纯金属和合金两类.金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。
2。
合金可能是金属与金属组成,也可能是金属与非金属组成.金属材料中使用比较广泛的是合金。
合金的优点:(1)熔点高、密度小;(2)可塑性好、易于加工、机械性能好;(3)抗腐蚀性能好;合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆金属生铁钢黄铜青铜成分含碳量含碳量铜锌铜锡合金铅锡钛镍合金下面是黄铜和铜片,焊锡和锡,铝合金和铝线的有关性质比较:钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨等.钛合金的优点:①熔点高、密度小;②可塑性好、易于加工、机械性能好;③抗腐蚀性能好钛镍合金具有“记忆”能力,可记住某个特定温度下的形状,只要复回这个温度,就会恢复到这个温度下的形状,又被称为“记忆金属”.此外,钛还可制取超导材料,美国生产的超导材料中的90%是用钛铌合金制造的。
3。
注意:(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。
(2)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更容易适于不同的用途。
初中化学之金属的化学性质知识点在初中化学的学习中,金属的化学性质是一个重要的板块。
了解金属的化学性质,不仅有助于我们理解日常生活中的许多现象,还能为后续更深入的化学学习打下坚实的基础。
金属具有多种化学性质,首先要说的就是金属与氧气的反应。
大多数金属在一定条件下都能与氧气发生反应。
比如,镁在空气中燃烧时,会发出耀眼的白光,生成白色固体氧化镁,化学方程式为:2Mg + O₂点燃 2MgO。
铝在常温下就能与氧气发生反应,表面形成一层致密的氧化铝保护膜,这使得铝具有良好的抗腐蚀性,其化学方程式为:4Al + 3O₂=2Al₂O₃。
铁在氧气中燃烧会火星四射,生成黑色的四氧化三铁,化学方程式为:3Fe + 2O₂点燃 Fe₃O₄。
但在潮湿的空气中,铁则容易生锈,铁锈的主要成分是氧化铁。
金属与酸的反应也是常见的化学现象。
位于氢前面的金属能够与稀盐酸、稀硫酸发生反应,生成氢气。
例如,锌与稀硫酸反应的化学方程式为:Zn + H₂SO₄= ZnSO₄+H₂↑ ,反应时会产生大量的气泡。
而位于氢后面的金属则不能与稀盐酸、稀硫酸发生反应。
金属与某些盐溶液的反应也很有趣。
一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。
比如,铁能与硫酸铜溶液发生反应,生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为:Fe + CuSO₄= FeSO₄+ Cu ,可以观察到溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,有红色固体析出。
再来看看金属活动性顺序。
常见金属的活动性顺序为:钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、(氢)、铜、汞、银、铂、金。
在这个顺序中,排在氢前面的金属能够置换出酸中的氢,而排在前面的金属能够把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
通过对金属活动性顺序的了解,我们可以判断不同金属之间的反应能否发生,以及预测反应的产物。
金属化学性质的应用在生活中随处可见。
比如,利用铁能与硫酸铜溶液反应的性质,可以用硫酸铜溶液来鉴别真假黄金。
真金不与硫酸铜溶液反应,而假黄金(通常是铜锌合金)则会与硫酸铜溶液发生反应。
二、经典例题考点一、金属材料及其物理性质例1.两包粉末,一包铁粉、一包氧化铜粉末,快速鉴别开的方法是()A.观察颜色,加以鉴别B.加水溶解,再鉴别C.用磁铁吸引,加以鉴别D.通入氢气后加热,观察加以鉴别【解答】解:A、铁粉和氧化铜都是黑色粉末,观察颜色无法鉴别,故A 错误;B、铁粉和氧化铜都不溶于水,故不能鉴别,故B错误;C、铁能被磁铁吸引,氧化铜不可以,可以使用磁铁快速鉴别,故C正确;D、通入氢气后加热氧化铜被还原为铜,铜为紫红色,铁能黑色,能鉴别但不能快速将铁粉和铜粉鉴别出来,故D错误.故选C.例2.以铁、铜、铝为例探究金属的物理性质.老师给同学们提供了下列实验用品:铁丝、铜丝、铝丝、铝块、电池、小灯泡、酒精灯、火柴、镊子等.(1)将铝块拉成丝、砸成片,说明铝具有的物理性质是延展性.(2)同学们要测试金属铜的导电性,可选取铜丝、电池和小灯泡.(3)证明铝比铁的导热性强.分别在长度和直径都相同的铝丝和铁丝的一端各滴上一滴石蜡,…,观察到铝丝上石蜡比铁丝上的石蜡先熔化,说明铝的导热性比铁强.请补全实验操作用酒精灯同时加热铝丝和铁丝的另一端.【解答】解:(1)金属具有延展性,可将铝块拉成丝、砸成片;(2)同学们要测试金属铜的导电性,可选取铜丝、电池和小灯泡组成电路;(3)明铝比铁的导热性强.分别在长度和直径都相同的铝丝和铁丝的一端各滴上一滴石蜡,用酒精灯同时加热铝丝和铁丝的另一端,铝丝另一端石蜡先融化,说明铝的导热性比铁强.故答案为:(1)延展性;(2)小灯泡;(3)用酒精灯同时加热铝丝和铁丝的另一端.考点二、常见的金属冶炼例3.21世纪是钛的世纪,利用钛白粉(TiO2)生产海绵钛(Ti)的工艺流程如图所示.下列叙述不正确的是()A.反应I除生成TiCl4以外,还生成一种可燃性气体,该气体应该是COB.反应II的原理是TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2C.反应II需在氩气环境中进行,目的是防止镁被氧化,不能用氮气来代替氩气D.该工艺流程中可以循环使用的物质为氯气【解答】解:A、反应I除生成TiCl4以外,还生成一种可燃性气体,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,故该气体应该是CO,正确;B、反应II的原理是TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2,正确;C、反应II需在氩气环境中进行,目的是防止镁被氧化,因为镁能与氮气反应,故不能用氮气来代替氩气,正确;D、该工艺流程中可以循环使用的物质为氯气和镁,错误;故选D.例4.探究铁冶炼原理实验装置及炼铁高炉的图如下,请据图判断下列叙述中不正确的是()A.甲、乙图中得到产物的区别是:甲图完全反应后得到纯净物,而乙得到混合物B.乙图中高炉炼铁时中原料焦炭的作用是之一是产生热量C.乙图中生铁出口低于炉渣出口的原因是:铁水密度大于炉渣密度D.甲图中实验结束时应先停止通一氧化碳再熄灭酒精喷灯【解答】解:A、一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳,高炉炼铁的生成物是生铁(铁的合金),甲图完全反应后得到纯净物,而乙得到混合物,故选项说法正确.B、乙图中高炉炼铁时中原料焦炭的作用是之一是产生热量,故选项说法正确.C、乙图中生铁出口低于炉渣出口的原因是:铁水密度大于炉渣密度,故选项说法正确.D、甲图中实验结束时应先熄灭酒精喷灯,再停止通一氧化碳,以防止生成的铁再次被氧化,故选项说法错误.故选:D.例5.金属冶炼是把金属化合物转变成金属单质,如炼铜的方法有:(1)湿法炼铜:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4(写出化学方程式),这是利用铁的金属活动性比铜强.(2)干法炼铜:CO+CuO Cu+CO2,这是利用CO的还原性.【解答】解:(1)“湿法冶铜”,是铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;在金属活动性顺序中,排在前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来铁能把铜从硫酸铜溶液中置换出来,利用铁的金属活动性比铜强.(2)干法炼铜:CO+CuO Cu+CO2,一氧化碳夺取了氧化铜中的氧,利用的是一氧化碳的还原性.故答案为:(1)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;强;(2)还原性.例6.竖炉冶铁工艺流程如图所示.回答下列问题:(1)该工艺流程中,甲烷的作用是燃烧产生热量、做生产合成气的原料,冶炼出的铁水属于燃烧产生热量、做生产合成气的原料(填“纯净物”或“混合物”).(2)用化学方程式表示还原反应室内炼铁的原理3CO+Fe2O32Fe+3CO2或3H2+Fe2O32Fe+3H2O.(写一个)(3)该工艺流程中,可循环利用的物质是CO2和H2O(高温尾气).【解答】解:(1)甲烷燃烧放出了大量的热,能够给炼铁提供热量,同时生成了二氧化碳和水,提供了生产合成气的原料;而在炼铁的过程中不可避免的会引入一些杂质,所以冶炼出的铁水属于混合物;(2)从图中可以得出一氧化碳和氢气进入竖炉中充当了还原剂,所以发生的反应为氢气和氧化铁以及一氧化碳和氧化铁的反应,它们反应的化学方程式分别为:3CO+Fe2O32Fe+3CO2、3H2+Fe2O32Fe+3H2O;(3)根据甲烷燃烧的产物为二氧化碳和水,而高温尾气的成分也为二氧化碳和水,它们进入催化反应室中可以得到合成气体(一氧化碳和氢气);所以可以判断在该过程中能够被循环利用的物质为二氧化碳和水.故答案为:(1)燃烧产生热量、做生产合成气的原料;混合物;(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2或3H2+Fe2O32Fe+3H2O;(3)CO2和H2O(高温尾气).考点三、金属的化学性质例7.将未知金属M和金属镁的粉末状混合物共ag,加入一定质量的Cu(NO3)2、Fe(NO3)2的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣.下列有关判断中,正确的是()A.若滤渣中含有Cu、Fe,则滤液一定为无色溶液B.滤渣的质量一定大于agC.若向滤渣中加入稀盐酸没有气泡产生,则滤渣中一定只含有CuD.若滤液中金属离子只含有Mg2+,则金属活动性由强到弱的顺序有可能为Mg>Fe>M>Cu【解答】解:A、若金属镁的量不足,则溶液中会含有没有被置换出的Fe2+,则滤液为浅绿色,故A错误.B、不确定M的金属活动性和相对原子质量,故滤渣的质量不定大于ag,故B错误.C、若向滤渣中加入稀盐酸没有气泡生,说明滤渣中含有金属活动性排在H后的金属,滤液中一定含有Cu,可能含有金属M,故C错误.D、若滤液中金属离子只含有Mg2+,则说明镁的活动性比M 强,则金属活动性由强到弱的顺序有可能为Mg>Fe>M>Cu,故D正确.故选:D.例8.向AgNO3溶液中加入一定质量的Al和Fe的混合粉末,充分反应后过滤,得到滤渣和浅绿色滤液,关于该滤渣和滤液有下列四种说法(已知HCl+AgNO3═AgCl↓+HNO3):①向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生.②向滤液中加入稀盐酸,一定有沉淀产生.③滤渣中一定含有Ag.④滤液中一定含有Fe(NO3)2,一定不含AgNO3,可能含有Al(NO3)3.以上说法中正确的个数是()A.0个B.1个C.2个D.3个【解答】解:①由于没有提及具体的铝和铁的量,所以不能判断金属是否剩余,而银不能和酸反应,所以不能判断一定产生气泡,故①错;②由于没有提及具体的铝和铁的量,所以不能判断是否将硝酸银全部置换出来,所以不能判断一定产生沉淀,故②错;③由于铁和铝的活动性都比银强,所以在滤渣中一定含有银单质,故③对;④溶液得到是浅绿色溶液,所以可以判断铝已完全反应,所以在滤液中一定含有硝酸铝和硝酸亚铁,可能含有硝酸银,故④错;即题中所给的说法正确的只有③,即只有一种说法正确.故选B.例9.如图所示,老师为学生们准备了一套实验装置.通过实验现象判断物质反应的吸热、放热情况.小明向锥形瓶内的铝粉中滴加稀盐酸,发现烧杯中导管口出现气泡,于是得出结论:铝和稀盐酸反应放热,他的说法合理吗不合理,请说出你的理由因为铝与稀盐酸反应会产生氢气,导管口也一定会产生气泡.反应结束一段时间后,你还会看到烧杯内的水会沿导管上升现象,说明铝粉和稀盐酸反应放出热量.请用理化知识解释整个实验现象的原因铝与稀盐酸反应产生氢气,同时放热,使瓶内压强增大,大于外界大气压,因此有气泡冒出;反应结束后,内外压强相等,但随着温度逐渐降低到室温,瓶内气体收缩,压强减小,小于大气压,因此水会进入导管.【解答】解:小明向锥形瓶内的铝粉中滴加稀盐酸,发现烧杯中导管口出现气泡,于是得出结论:铝和稀盐酸反应放热,他的说法不合理,原因是:铝与稀盐酸反应会产生氢气,导管口也一定会产生气泡.反应结束一段时间后,你还会看到烧杯内的水会沿导管上升现象.原因是:铝与稀盐酸反应产生氢气,同时放热,使瓶内压强增大,大于外界大气压,因此有气泡冒出;反应结束后,内外压强相等,但随着温度逐渐降低到室温,瓶内气体收缩,压强减小,小于大气压,因此水会进入导管.故答案为:不合理;因为铝与稀盐酸反应会产生氢气,导管口也一定会产生气泡;烧杯内的水会沿导管上升.铝与稀盐酸反应产生氢气,同时放热,使瓶内压强增大,大于外界大气压,因此有气泡冒出;反应结束后,内外压强相等,但随着温度逐渐降低到室温,瓶内气体收缩,压强减小,小于大气压,因此水会进入导管.例10.等质量的M,N两种活泼金属(化合价为+2),分别与稀盐酸作用产生H2,的质量与某些量的关系图如下,请回答:(1)若两份盐酸同质量分数且均足量,下列描述可以用图象A表示的是②④⑤(填序号),其中a点表示金属N恰好与稀盐酸反应,金属M有剩余.(2)若两份盐酸同质量、同质量分数,下列情况可以用图象B表示的是①③⑥(填序号)①x轴表示加入金属质量②x轴表示加入稀盐酸的质量③若x轴表示反应时间,用M和N都可能剩余④放出H2的质量是M>N⑤相对原子质量M<N⑥金属活动性顺序是M>N.【解答】解:(1)图象A表示随着盐酸的加入生成氢气的变化情况,x轴表示加入稀盐酸的质量,a点表示金属N恰好与稀盐酸反应,金属M有剩余,最后都为平线时,酸都过量,有图象可知放出H2的质量是M>N,由于化合价都为+2价,相对原子质量M<N.(2)图象B表示随着金属的加入生成氢气的变化情况,x 轴表示加入金属质量,(或随着反应时间生成氢气的变化情况,x轴表示反应时间,用M和N都可能剩余)当为平线时,金属恰好反应或过量,酸耗尽,有图象可知M线在N 线上面,金属活动性顺序是M>N.故答案为:(3分)(1)②④⑤金属N恰好与稀盐酸反应,金属M有剩余(只要合理即得分)(2)①③⑥例11.实验结束时,同学们将含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液倒在废液缸里,如果将废液直接排放就会造成水污染.于是几位同学利用课余处理废液,回收工业重要原料硫酸锌和有关金属.实验过程如图:请回答:(1)滤液A和滤液B含有相同的溶质,其名称是硫酸锌;固体B的化学式为Fe.(2)写出步骤①其中一个反应的化学方程式CuSO4+Zn ═ZnSO4+Cu或FeSO4+Zn═ZnSO4+Fe;锌粉过量的原因将硫酸铜和硫酸亚铁全部除去;步骤④发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑.(3)要检验步骤④中加入的稀硫酸是否足量的方法是取少量的滤液B,加入锌,若产生气泡证明稀硫酸过量..【解答】解:(1)废液中含有硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁,加入的过量锌粉与硫酸铜和硫酸亚铁反应生成硫酸锌,固体A中含有铁、铜和锌,铁能被磁铁吸引,所得的固体B为铁.固体C中含有铜和锌,剩余的锌与硫酸反应生成硫酸锌;所以滤液A和滤液B中的溶质都是硫酸锌.(2)步骤①为加入的过量锌粉与硫酸铜、硫酸亚铁反应,化学方程式为CuSO4+Zn═ZnSO4+Cu或FeSO4+Zn═ZnSO4+Fe步骤④为固体C中含有铜和锌,剩余的锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;(3)滤液B中含有硫酸锌,若稀硫酸过量,加入锌,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,会产生气泡;硫酸锌和锌不反应,所以若稀硫酸不过量加入锌将无现象.故答案为:(1)硫酸锌;Fe;(2)CuSO4+Zn═ZnSO4+Cu或FeSO4+Zn═ZnSO4+Fe;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;(3)取少量的滤液B,加入锌,若产生气泡证明稀硫酸过量.三、堂课变式A组夯实基础1.我市在南浔区和孚镇建立了首个垃圾发电厂,实现了生活垃圾的无害化和资源化处理.从各乡镇运来了第一批垃圾,在这批垃圾中,含废铝线、一次性塑料餐具、果皮、废旧报纸等.其中属于金属的是()A.废铝线B.一次性塑料餐具C.果皮 D.废旧报纸【解答】解:金属和非金属常见的区别主要有三方面:1、一般说来金属单质具有金属光泽,大多数金属为银白色;非金属单质一般不具有金属光泽,颜色也是多种多样.2、一般说来,金属的密度较大,熔点较高;而非金属的密度较小,熔点较低.3、一般金属大都能够传热、导电;而非金属不能够传热、导电.根据日常经验知铝是可以导电的,而塑料、果皮、报纸属有机物.故选A.2.如图为某文化衫图案,你的美(Mg)偷走我的心(Zn)能发生,是由于镁的()A.延展性好 B.导电性好C.导热性好 D.金属活动性比锌强【解答】解:你的美(Mg)偷走我的心(Zn)能发生,是由于镁的金属活动性比锌强,能和硫酸锌反应生成硫酸镁和锌,反应的化学方程式为:Mg+ZnSO4=MgSO4+Zn.故选:D.3.向AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,再向滤渣中加入稀盐酸,发现有气泡产生,则滤渣中含有的物质是()A.Fe B.Ag、Cu C.Fe、Ag D.Ag、Cu、Fe【解答】解:根据在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,铁>铜>银,铁能先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,当硝酸银完全反应后,铁再与硝酸铜反应生成了硝酸亚铁和铜.充分反应后过滤,再向滤渣中加入稀盐酸,发现有气泡产生,说明了铁有剩余,溶液中的硝酸银和硝酸铜完全参加反应了反应,则滤渣中含有银、铜和铁,故D正确.故答案为:D.4.铝、铁、铜三种金属与我们的生活密切相关,下列关于铝、铁、铜的说法错误的是()A.铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式为Al+CuSO4═AlSO4+CuB.用硫酸铝溶液、氯化铜溶液、单质铁三种物质可探究出三种金属活动性顺序C.铝制品具有抗腐蚀性,是因为铝制器品表面可形成致密的氧化物薄膜D.我国历史上最早使用的金属是铜【解答】解:A、铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式为:2Al+3CuSO4═Al2(SO4)3+3Cu,故A错误;B、由于铁不能与用硫酸铝溶液反应.能与氯化铜溶液反应,可探究出三种金属活动性顺序是铝>铁>铜,故B正确;C、铝制品具有抗腐蚀性,是因为铝制器品表面可形成致密的氧化物薄膜,故C正确;D、我国历史上最早使用的金属是铜,故D正确.故选A.5.铝是生活中常见的金属.(1)某些食品包装袋的材料是铝箔.铝箔由金属铝压制而成,说明铝具有良好的延展性.(2)铝与氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)和氢气,写出该反应的化学方程式:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑.【解答】解:(1)金属铝可以压制成铝箔,说明其具有良好的延展性;故填:延展性;(2)铝与氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)和氢气,反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑.故填:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑.B组能力提高6.铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝:下列说法中错误的是()A.①②中除加试剂外,还需要进行过滤操作B.a、b中铝元素的化合价相同C.③中需要通入过量的氨气D.④进行的操作是加热,而且d一定是氧化铝【解答】解:A、铝土矿中的二氧化硅不溶于盐酸,需要过滤除去,a中的氯化铁能与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,需要过滤除去,正确;B、a中氧化铝中铝元素的化合价为+3,b中偏铝酸根离子中铝元素的化合价为+3,正确;C、③中是将偏铝酸根离子转化为氢氧化铝沉淀,需要通入二氧化碳,错误;D、④进行的操作是加热,是氢氧化铝分解生成氧化铝,故d一定是氧化铝,正确;故选C.7.钛和钛合金是重要金属材料.工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程是:①2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO ②在氩气环境中:2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2下列判断不正确的是()A.反应①中生成的气体对环境有污染B.反应②中氯化物的总质量保持不变C.反应①、②中钛元素的化合价都改变D.反应②中氩气作为保护气不参加反应【解答】解:A.反应①中生成的气体是有毒的一氧化碳气体,会对环境造成污染,故正确;B.在反应②中:2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2中,参加反应的TiCl4与生成的MgCl2质量之比为190:190=1:1,故正确;C.反应①中钛元素的化合价反应前后都是+4价;反应②中由+4价变为0价,故错误;D.反应②需在氩气环境中进行,这里氩气是作为保护气不参加反应,故正确.故选C.8.人们可从铁钛矿(主要成分FeTiO3)制取金属钛(Ti),其在一定条件下的主要反应有:①FeTiO3+H2═Fe+TiO2+H2O;②TiO2+2C+2Cl2═X+2CO;③TiCl4+2Mg═2MgCl2+Ti将一定量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应,生成H2 0.25g,原混合物的质量可能是()A.2g B.6g C.10g D.14g【解答】解:设要生成H2 0.25g需要镁的质量为x则:Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑24 2x 0.25g根据:解得x=3g设要生成H2 0.25g需要锌的质量为y则:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑65 2y 0.25g根据:解得y=8.125g设要生成H2 0.25g需要铝的质量为z则:2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑54 6z 0.25g根据:解得z=2.25g所以混合物的质量是大于2.25g,小于8.125g故选B.9.2017年1月,全球首创的智能共享摩拜单车正式登陆泉城济南,为市民提供出行服务,倡导绿色出行,共建美好城市.(1)摩拜单车从骑行安全因素考虑,车身的材料使用了铝合金,铝合金材料的车身具有不易被腐蚀,不易被损坏等优点,可以延长单车的使用寿命,铝合金属于金属材料(填写“金属材料”“复合材料”“有机高分子材料”之一)(2)摩拜单车的轮胎使用无毒环保橡胶制作,采用“横向镂空”设计,具有缓冲好、不怕扎、免充气及可回收再利用等众多优点,是国家提供的“绿色环保”产品,已知合成橡胶是由不同单体在引发剂作用下,经聚合而成的品种多样的高分子化合物.单体有丁二烯、苯乙烯、丙烯腈等多种.其中丙烯腈(CH2CHCN)中碳、氢元素的质量比为12:1(填最简整数比).(3)摩拜单车的入驻解决了济南市民出行“最后一公里”的问题,减少了私家车的使用,私家车尾气的大量排放是导致酸雨的重要原因,请简述酸雨的形成过程汽车尾气中的二氧化硫与氮氧化物与大气中的水蒸气发生化学反应生成酸,随雨水降落到地面,形成酸雨.(4)近日,济南填空蔚蓝如洗,市民纷纷来到户外踏青赏春,珍爱“泉城蓝”,保护生态环境,是我们每个人的责任,下列有关说法中,不合理的是②③(填序号)①尽量选择步行和骑单车出行②将生活垃圾倒入护城河内或就地焚烧③节日庆典大量燃放烟花、爆竹④将垃圾进行分类处理、再生利用.【解答】解:(1)金属材料包括纯金属与合金,所以铝合金属于金属材料;故填:金属材料;(2)丙烯腈(CH2CHCN)中碳、氢元素的质量比为(12×3):(1×3)=12:1;故填:12:1;(3)汽车尾气中的二氧化硫与氮氧化物与大气中的水蒸气发生化学反应生成酸,随雨水降落到地面,形成酸雨;故填:汽车尾气中的二氧化硫与氮氧化物与大气中的水蒸气发生化学反应生成酸,随雨水降落到地面,形成酸雨;(4)①尽量选择步行和骑单车出行可以节约能源,防止污染物排放;②将生活垃圾倒入护城河内或就地焚烧会造成环境的污染;③节日庆典大量燃放烟花、爆竹时产生烟尘和有害气体会造成空气污染;④将垃圾进行分类处理、再生利用可以节约资源,保护环境.故选②③.10.海水中含氯化钠、氯化镁等物质,是一种重要的自然资源.(1)从海水中获取淡水,常用的方法是蒸馏.(2)通过晾晒海水可得到含有较多杂质的氯化钠晶体.氯化钠的用途很广,请写出氯化钠的一种用途制纯碱.(3)从海水中提取金属镁的流程如下所示:在实际生产中,步骤①加入的试剂A最好选用Ca(OH)2(填“NaOH”或“Ca(OH)2”);步骤②中反应的化学方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O.【解答】解:(1)因盐类物质的沸点比水高,则从海水中获得淡水,可用的方法是蒸馏,故答案为:蒸馏;(2)从海水中获得粗盐,可用做工业原料,例如制纯碱,故答案为:制纯碱(3)氢氧化钙显碱性,能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀,氢氧化钙的价格比烧碱低,碱性弱,则选择熟石灰,该反应是氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水;故答案为:熟石灰;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;11.某合金由铝、铁、铜三种金属组成.现要测定一定质量该合金中铝的质量.设计以下流程并实验.(1)通过以上实验也可验证三种金属的活动性顺序,写出判断依据.(2)为什么要向合金粉末中加人适量的稀硫酸?(3)为达到实验目的,需要称量上述流程中哪些物质的质量?如何确定铝的质量?【解答】解:(1)根据金属的活泼性顺序:铝>铁>氢>铜,所以向三种金属混合物中加入稀硫酸,铝、铁能够反应产生硫酸铝和硫酸亚铁,而铜不反应,得到的滤液再加入过量的铝,铝和硫酸亚铁反应产生硫酸铝和铁,因此说明铁的活动性比铁强,且位于氢前,而铜位于氢后,因此可以验证三种金属的活动性顺序;(2)加入适量的稀硫酸可以把铝和铁都溶解;(3)要测定混合物中铝的质量,需要知道混合物的质量、分离出铜和铁的质量,剩下的为铝,因此需要测量的量有:称量步骤①中的铜的质量、步骤②中加入铝粉的质量(假设为a),和铁铝混合物的质量(假设为b);铁的质量可以通过铝和硫酸亚铁的反应关系利用参加反应的铝的质量与铁的关系进行计算.故答案为:(1)铝和铁都能和硫酸反应,铜不能和硫酸反应,说明铝和铁都位于氢前,铜位于氢后;铝能够和硫酸亚铁反应,说明铝比铁活泼,因此说明三种金属的活动性顺序为:铝>铁>铜;(2)加入适量的稀硫酸可将合金中的铝、铁恰好溶解,既能测量出铜的质量,还能保证步骤②中所加的铝只能与硫酸亚铁反应,继而确定铁的质量;(3)称量步骤①中的铜的质量、步骤②中加入铝粉的质量(假设为a),和铁铝混合物的质量(假设为b);根据铝与硫酸亚铁反应的化学方程式,求出铁的质量(设铁为x,剩余的铝为b﹣x,参加反应的铝质量为a﹣(b﹣x),利用二者的比例关系计算,此处过程可不写)因混合物质量已知,铜和铁已测出,则铝的质量可知.C组培优精英12.某校研究性学习小组的同学为了对Cu﹣Zn合金、Fe﹣Cu合金、Fe﹣Zn合金、Fe﹣Al合金进行研究,他们取其中一种合金的粉末5.6g,与足量的稀硫酸充分反应,经测定,产生了0.38g气体.则该合金可能是()A.Cu﹣Zn合金B.Fe﹣Cu合金C.Fe﹣Zn合金D.Fe﹣Al合金【解答】解:铜不能和稀硫酸反应;设5.6g铁与足量的稀硫酸充分反应生成氢气的质量为X,Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑56 25.6g X解得:X=0.2g;设5.6g锌与足量的稀硫酸充分反应生成氢气的质量为Y,Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑65 25.6g Y解得:Y=0.17g,设5.6g铝与足量的稀硫酸充分反应生成氢气的质量为Z,2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑54 65.6g Z=解得:Z=0.62g,由以上计算可知,A、5.6gCu﹣Zn合金与足量的稀硫酸充分反应,产生氢气的质量只能小于0.17g,故A不符合题意;B、5.6gFe﹣Cu合金与足量的稀硫酸充分反应,产生氢气的质量只能小于0.2g,故B不符合题意;C、5.6gFe﹣Zn合金与足量的稀硫酸充分反应,产生氢气的质量只能大于0.17g小于0.2g,故C不符合题意;D、5.6gFe﹣Al合金与足量的稀硫酸充分反应,产生氢气的质量只能大于0.2g小于0.62g,在其中包含0.38g,故D符合题意.故选:D.13.甲乙两烧杯中分别盛有等体积、等浓度的硫酸溶液.向甲杯中放入m克镁,向乙杯中投入m克锌.完全反应后发现有一烧杯中金属有剩余.则各杯中原来硫酸的质量x之值是()A.x=m克B.m>x>mC.m>x≥m D.m>x≥m【解答】解:设m克镁全参加反应消耗的硫酸的质量为x.Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑24 98mg x=x=g设m克锌全参加反应消耗的硫酸的质量为yZn+H2SO4=ZnSO4+H2↑65 98mg y=y=gx>y,所以等质量的镁比锌消耗的稀硫酸多,所以等体积、等浓度的硫酸溶液完全反应后有一烧杯中金属有剩余,剩余的金属是镁,锌全反应加入金属镁的稀硫酸全反应.原来硫酸的质量介于g和g这二者之间,但不能等于最大值因为镁有剩余,故答案选D.14.下图是用氧化铜制取铜的一种实验过程:在这个实验中,所用的试剂是稀硫酸和铁屑,采取的主要实验操作是加热和过滤,要求每步只选加一种试剂和使用一种主要的实验操作,请将有关内容填入下表的空格中:实验步骤ⅠⅡⅢ加入试剂的名称及用量足量的稀硫酸过量的铁足量的稀硫酸主要操作加热过滤过滤物质的化学式A:CuSO4B:FeSO4C:Fe和CuD:H2反应方程式CuO+H2SO4CuSO4+H2OCuSO4+Fe=FeSO4+CuFe+H2SO4=FeSO4+H2↑【解答】解:过程I是氧化铜与硫酸的反应生成硫酸铜,过滤得到铜与硫酸铜的溶液,加入过量铁则可置换出铜,所以C是铜铁的混合物然后加入硫酸,铜不反应但铁反应,过滤得到铜,铁与硫酸反应会生成硫酸亚铁与氢气.故答案为:实验步骤ⅠⅡⅢ加入的试剂足量的稀硫酸过量的铁足量的稀硫酸主要实验操作加热过滤过滤有关物质的化学式A:CuSO4B:FeSO4C:Fe和CuD:H2反应方程式CuO+H2SO4CuSO4+H2OCuSO4+Fe=FeSO4+CuFe+H2SO4=FeSO4+H2↑四、课后巩固A组夯实基础1.生活中的下列物品,其制作材料属于合金的是()A.金刚石钻头B.钢化玻璃杯C.不锈钢锅 D.瓷器【解答】解:A、金刚石是单质,属于纯净物,不属于合金,故选项错误.B、玻璃钢为复合材料,不属于合金,故选项错误.C、不锈钢是钢的一种,是铁的合金,故选项正确.D、瓷器是用泥土烧制而成的,属于无机非金属材料,不属于合金,故选项错误.故选:C.2.下列实验现象的描述正确的是()A.碳在氧气中燃烧发出白光,产生白烟B.铁丝在氧气中燃烧火星四射,生成黑色固体C.将铁丝伸入稀盐酸中,溶液变成黄色D.铝丝伸入硫酸铜溶液中,铝的表面有铜析出【解答】解:A、碳在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,没有产生白烟,故选项说法错误。
金属及金属的化学性质(提高)撰稿:熊亚军审稿:于洋【学习目标】1.知道常见金属的物理性质、特性及其应用;知道生铁和钢等重要合金。
2.掌握铁、铝等常见金属与氧气的反应;掌握常见金属与盐酸、稀硫酸的置换反应,以及与化合物的溶液的反应。
3.掌握金属的活动性顺序;能用金属的活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断。
【要点梳理】要点一、金属材料金属材料包括纯金属和它们的合金。
1.几种常见的金属(1)常见的重要金属:铁铝铜锌钛锡金银等。
(2)金属有许多共同的性质,如:①金属光泽;②良好导电性、导热性;③良好的延性、展性;④韧性好、能弯曲。
2.常见金属的特性(1)颜色:大多为银白色,铜呈紫红色、金呈黄色;(2)状态:常温下大多为固体,汞为液体;(3)密度差别很大:金为19.3g/cm3,铝为2.7 g/cm3;(4)导电性差异很大:银为100,铅仅为7.9;(5)熔点差别大:钨为3410℃,锡仅为232℃;(6)硬度差别大:铬为9,铅仅为1.5。
3.一些金属物理性质的比较4.合金知识(1)合金:是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
合金是混合物,合金中至少含有一种金属。
(2)生铁(含碳量为2%~4.3%)和钢(含碳量为0.03%~2%)都是铁合金。
因含碳量不同合金的性能不同,含碳量越大,硬度越大;含碳量越低,韧性越好。
(3)黄铜、青铜、焊锡、硬铝、18K黄金、18K白金、钛合金等也是常见的合金。
(4)合金的性能与组成合金的各成分的性能不同。
合金的硬度比组成它们的纯金属的硬度大,合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。
【要点诠释】1.金属的用途要从不同金属的各自不同的性质以及价格、资源、美观、便利、回收等各方面考虑。
如银的导电性(100)比铝的导电性(61)大很多,但电线一般用铝制而不用银制。
因为铝的密度(2.7 g/cm3)比银的密度(10.5 g/cm3)小,价格比银低很多,资源比银丰富得多。
2.合金的硬度、强度、抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属。
要点二、金属活动性顺序(高清课堂《金属的化学性质》三)常见金属的活动性顺序如下:【要点诠释】1.在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
2.在金属活动性顺序里,位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
且金属的位置越靠前,它与酸反应的速率就越大。
3.在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来(K、Ca、Na除外)。
要点三、置换反应置换反应是由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。
如:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑Fe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2【要点诠释】1.置换反应可以表示为:A+BC=AC+B2.置换反应的特征:单质+化合物=单质+化合物(1)反应物一定是单质与化合物;(2)生成物一定是单质与化合物。
要点四、金属的化学性质(高清课堂《金属的化学性质》)1.金属与氧气的反应铁铝镁反应现象在氧气中,点燃,剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体在空气中,常温下,铝表面变暗(生成一层致密氧化膜)在空气中,点燃,剧烈燃烧,发出耀眼白光,生成白色固体化学方程式3Fe+2O2Fe3O44Al+3O2=2Al2O32Mg+O22MgO反应特征都是氧化反应,生成金属氧化物,且都属于化合反应【要点诠释】(1)钾钙钠镁铝锌等金属在常温下都能与空气中的氧气发生反应,其中铝锌在其表面形成一层致密的氧化膜,阻止氧化反应的继续进行。
(2)铁、铜在潮湿的空气中,常温下能够发生缓慢氧化——生锈。
铁生锈的条件是:铁与水、空气中的氧气共同作用;铜比铁难生锈,生锈的条件是:铜与水、空气中的氧气、二氧化碳共同作用。
(3)镁在空气中可以点燃,剧烈燃烧;铁丝在空气中不燃烧,在纯氧中可以燃烧;铜在空气、氧气中都不燃烧,但可以与氧气发生氧化反应生成氧化铜;真金不怕火炼,金在高温下也不与氧气反应。
2.金属与酸的反应铁丝铝丝铜丝反应现象稀盐酸铁丝表面产生少量气泡,溶液由无色变成浅绿色铝丝表面产生大量气泡,溶液颜色没有变化没有明显现象(不反应)稀硫酸铁丝表面产生少量气泡,溶液由无色变成浅绿色铝丝表面产生大量气泡,溶液颜色没有变化没有明显现象(不反应)化学方程式稀盐酸Fe+2HCl=FeCl2+H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑稀硫酸Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑讨论①上述方程式的特点是一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物,属于置换反应类型②根据铜与酸不反应,铁反应较不剧烈,而铝反应现象最剧烈,可初步推断,三种金属的活动性由强到弱依次是:Al>Fe>Cu③Fe与酸反应,生成的是氯化亚铁(FeCl2)、硫酸亚铁(FeSO4),而不是氯化铁(FeCl3)、硫酸铁(Fe2(SO4)3)【要点诠释】(1)参加反应的金属必须是排在金属活动性顺序氢前面的金属。
(2)酸不能为强氧化性酸:如浓硫酸、硝酸。
(3)金属与酸发生反应后,溶液的质量均增加。
(4)金属与酸反应都产生气泡,但快慢有别;都放出热量,但有多有少;溶液的颜色大多不发生变化(铁除外)。
3.金属与某些化合物的溶液反应铁丝浸入硫酸铜溶液 铝丝浸入硫酸亚铁溶液 铜丝浸入硫酸铝溶液反应 现象 铁丝表面有光亮的红色物质析出,溶液由蓝色变成浅绿色 铝丝表面有黑色物质析出,溶液由浅绿色变成无色 没有明显现象(不反应)化学方 程式 Fe+CuSO 4=FeSO 4+Cu 2Al+3FeSO 4=Al 2(SO 4)3+3Fe讨论 ①上述方程式的特点是一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物,属于置换反应类型 ②由铝能置换出铁,铁能置换出铜,可推断三种金属的活动性由强到弱依次是:Al>Fe>Cu ③铜不能与硫酸铝溶液反应,是因为铜的金属活动性比铝弱【要点诠释】(1)只有较活泼的金属才能把不太活泼的金属从它的化合物溶液里置换出来。
(2)被置换的金属化合物必须溶于水。
(3)铁与酸或金属化合物发生置换反应时生成的铁的化合物中铁均显+2价。
(4)参加反应的金属不能为钾钙钠。
如把钠放入CuSO 4溶液中,发生的反应不是2Na+CuSO 4=Na 2SO 4+Cu , 而是2Na+2H 2O =2NaOH+H 2↑,2NaOH+CuSO 4=Cu(OH)2↓+Na 2SO 4 。
【典型例题】类型一、考查金属材料及其应用1.灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制,主要原因是( )A .钨的导电性好B .钨的熔点高C .钨的硬度大D .钨的密度大【思路点拨】金属的用途取决于金属的性质,但还要考虑其可行性。
【答案】B【解析】作为灯泡中的灯丝要具有耐高温的优良性能,因为灯丝在通电时会产生热量,如果灯丝的熔点低,则灯丝很容易熔断。
钨和锡都能导电,但钨的熔点较高。
【总结升华】物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。
但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。
而物质的用途反映了它具有的性质。
举一反三:【变式】我省有近百家企业参与了奥运建设,产品涉及体育器材、建筑材料、相册、食品等。
下列奥运产品使用的材料属于金属材料的是( )A.部分书册使用了再生纸B.场馆建设使用了大量的钢筋C.部分相册使用了塑料粒子D.部分印刷油墨使用了无毒、可食用级的大豆油墨【答案】B【解析】纸、大豆油墨是天然材料;塑料是合成材料;钢筋是金属材料。
类型二、考查金属的化学性质2.将过量铁粉投入盛有硫酸铜和硫酸锌混合溶液的烧杯中,充分反应后,过滤,留在滤纸上的物质是( )A .Zn 、Cu 和FeB .CuC .Zn 和CuD .Cu 和Fe【答案】D【解析】根据金属活动性顺序,铁没有锌活泼,比铜活泼,铁可以将铜从硫酸铜溶液中置换出来,不能将锌从硫酸锌溶液中置换出来。
加入的铁粉是过量的,因此留在滤纸上的固体是铁和铜。
【总结升华】本题的解题关键是能根据金属活动性顺序去判断金属与盐溶液能否反应。
在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
若金属甲比金属乙活泼,则甲能从乙的化合物溶液中置换出金属乙;若甲比乙不活泼,则甲不能从乙的化合物溶液中置换出金属乙。
3.废旧计算机的某些部件含有Zn、Fe、Cu、Ag、Pt(铂)、Au(金)等金属,经物理方法初步处理后,与足量稀盐酸充分反应,然后过滤。
剩余的固体中不应有的金属是()A.Cu、AgB.Fe、ZnC.Pt、CuD.Ag、Au【答案】B【解析】在金属活动性顺序里,位于氢前面金属能和盐酸反应,位于氢后面的金属不能和盐酸反应。
所给出的金属中,Zn、Fe是H前金属与酸反应,剩余的固体中不含Zn、Fe。
【总结升华】 Cu、Ag、Pt(铂)、Au(金)不能与酸反应,所以存在于剩余固体中。
4.为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱的,某化学兴趣小组设计了如下图所示的四个实验。
其中不必进行的是()【思路点拨】金属活动顺序表以H为界限分为H前金属和H后金属。
判断金属活动顺序有不同的方法:(1)分别与氧气反应,通过不同现象进行对比,如镁比铁活泼:①反应条件不同,镁在空气中可以直接点燃,铁丝在纯氧中必须通过火柴引燃才能燃烧;②反应的剧烈程度不同。
(2)金属与同样质量分数的盐酸或稀硫酸反应,根据产生气泡的速率判断。
(3)金属与盐溶液反应,根据是否置换出金属判断。
【答案】C【解析】根据A、B实验的现象可以判断出Fe排在H的前面,Cu在H的后面;根据D实验的现象可以判断出Cu比Ag活泼,从而可以确定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱的。
而C不必进行。
【总结升华】根据金属活动性顺序可以判断金属与酸、金属与化合物的溶液的反应能否发生,反过来根据反应的现象也可以推断金属的活动性。
举一反三:【变式1】将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中,下列叙述正确的是()①铁钉表面产生气泡;②液体由无色逐渐变为浅绿色;③铁钉的质量减轻;④液体的质量减轻。
A.②③B.①②④C.①②③D.①②③④【答案】C【解析】铁钉和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁钉逐渐变小,而溶液的质量增加。
【变式2】在盛有硝酸汞溶液的试管里,浸入一根洁净的铜丝,过一会儿取出,在铜丝表面可观察到的现象为______________________,其反应的化学方程式为______________________。
【答案】铜丝表面覆盖一层银白色的固体Cu+Hg(NO3)2=Cu(NO3)2+Hg【变式3】某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序,设计了四种方案:①将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中②将Zn、Cu分别加入到ZnSO4溶液中③将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中④将Fe 分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中,你认为可行的方案是()A.①或④B.①或②C. ②或③D. ③或④【答案】A【解析】本题考查金属活动性顺序的应用。