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课题2　金属的化学性质
课标内容 学业内容
1.通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质。 2.通过实验探究等活动认识金属的活动性顺序。 1.能通过实验说明常见的金属的主要性质,并能用化学方程式表示。
2.能辨别常见的置换反应。
3.能利用常见物质的性质,分析、解释一些简单的化学现象和事实。
4.能运用研究物质性质的一般思路与方法,从物质类别的视角,依据金属活动性顺序、中和反应等,初步预测常见的金属、酸和碱的主要性质,设计实验方案,分析、解释有关的实验现象,进行证据推理,得出合理的结论。
一、金属与氧气的反应
1.铝的抗腐蚀性好的原因是铝的表面能被氧化,生成一层致密的
　 　薄膜。
2.常温下,镁、铝与氧气反应的化学方程式分别为
氧化铝
高温
氧气
二、金属活动性顺序
1.金属与酸(盐酸或稀硫酸)的反应
(1)探究实验
以上四种金属的活动性顺序:　 　>　 　>　 　>　 　。
Mg
Zn
Fe
Cu
(2)镁、锌与盐酸反应的化学方程式分别为　 　,
　 　。
铁与盐酸、稀硫酸反应的化学方程式分别为　 　, Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑。
(3)置换反应
①概念:由一种　 与一种　 　反应,生成另一种　 　和另一种　 　的反应。
②通式:A+BC AC+B。
单质　
化合物
单质
化合物
2.金属与金属化合物溶液的反应
写出下列反应的化学方程式:
(1)铁与硫酸铜溶液:　 　。
(2)铝与硫酸铜溶液:　 　。
(3)铜与硝酸银溶液:　 　。
3.金属活动性顺序
(1)规律
强
减弱
(2)应用
在金属活动性顺序里:
①金属的位置越靠前,它的活动性就越　 　。
②位于　 　的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
③位于　 　的金属能把位于　 　的金属从它们化合物的溶液里置换出来(K、Ca、Na除外)。
强
氢前面
前面
后面
贴近生活
(1)镁、铝燃烧时发出耀眼的白光,可用于制作照明弹或焰火。
(2)“真金不怕火炼”是指金的化学性质稳定,高温下也不与氧气反应。
思考拓展
铁与稀盐酸或稀硫酸反应生成氯化亚铁或硫酸亚铁,其中铁元素的化合价为+2。含有Fe2+的溶液呈浅绿色。
温馨提示
判断置换反应,巧用“两看”定乾坤
置换反应的形式为单质+化合物→新单质+新化合物。判断时做到如下“两看”:
一看物质种类:反应物和生成物都分别有两种物质;
二看物质类别:反应物和生成物中分别有一种单质和一种化合物。
此“两看”中的两项内容须同时满足。
巧学妙记
金属活动性顺序可采用“五元素一句”来记忆,即“钾钙钠镁铝、锌铁锡铅氢、铜汞银铂金”。
探究点一　金属与氧气的反应
1.结合下列金属与氧气反应的现象,写出化学方程式。
金属 现象 反应的化学方程式
镁 剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放热,生成白色的固体 　 　
铝 剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放热,生成白色的固体 　 　
铁 剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色的固体 　 　
铜 紫红色的铜变成黑色的固体 　 　
2.铝制品和金都有很好的抗腐蚀性,其原理有什么不同
答案:铝制品具有很好的抗腐蚀性,是因为铝与空气中的氧气反应生成一层致密的保护膜,从而阻止了里层的铝进一步被氧化。金耐腐蚀是因为金的化学性质稳定,不与氧气反应。
3.能否用高温灼烧的方法来鉴别黄铜和黄金
答案:金在高温时也不与氧气反应,铜在加热条件下能与氧气反应生成黑色的氧化铜,因此可以用高温灼烧的方法来鉴别黄铜和黄金。灼烧时没有变化的是黄金,变黑色的是黄铜。
[例1] 下列关于金属与氧气发生反应的观点中正确的是( )
A.细铁丝在空气中不能燃烧,是因为它不能与氧气反应
B.镁在空气中能与氧气发生化学反应,其反应的化学方程式为Mg+O2 MgO2
C.根据各种金属与氧气反应的难易程度,可以初步比较一些金属的活 泼性
D.金属与氧气发生化学反应时,都需要在点燃或加热的条件下才能发生
C
(1)大多数金属能与氧气反应,但反应的剧烈程度不同,越活泼的金属,反应越剧烈。
探究点二　金属与盐酸、稀硫酸的反应
4.探究金属是否与酸反应及反应的剧烈程度,完成下列内容。
金属 现象 反应的化学方程式
盐酸或稀硫酸 盐酸 稀硫酸
镁 反应 　,产生 _ 　,溶液仍为无色 _ . _
.
锌 反应 ,产生 . 　 ,溶液仍为无色 . . .
.
剧烈
大量
气泡
MgCl2+H2↑
MgSO4+H2↑
ZnCl2+H2↑
ZnSO4+H2↑
比较剧烈
较
多气泡
铁 反应 　,有 　产生,溶液由无色变为 　色 . . .
.
铜
缓慢
少量气泡
浅绿
FeCl2+H2↑
FeSO4+H2↑
没有变化
5.按如图实验,根据“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱,你认为是否合理
答案:酸的种类、浓度、体积及金属的表面积、温度等因素也会影响金属与酸反应的剧烈程度。该实验由于酸的种类不同,所以不合理。
6.小刚与小红分别做相同质量的不同金属与同浓度的稀硫酸反应的实验,实验结束后,分别绘制出金属Zn、Fe与稀硫酸反应放出氢气的图像。
答案:小红的图像存在错误,因为Zn与稀硫酸的反应速率比Fe快,因此图像中Fe与Zn标反了。
小刚　　　 小红
(1)两个图像中哪个同学的图像存在错误 说明理由。
答案:小刚取的金属量较少,金属完全反应;而小红取的酸量较少,酸完全反应。
(2)你认为他们所绘图像不同的原因应该是什么
[例2] 将相同质量的镁、锌、铁分别和足量的等质量分数的稀盐酸反应,反应情况如图所示,其中图像正确的是( )
D
(1)利用金属与盐酸或稀硫酸能否反应以及反应的剧烈程度可以判断金属的活动性强弱。金属与酸反应越剧烈,金属越活泼。但要注意酸的种类、浓度、体积及金属的表面积、温度等因素也会影响金属与酸反应的剧烈程度,设计实验应注意控制变量。
(2)金属与酸反应的图像分析
①等质量金属与足量的酸反应,酸是足量的,说明金属完全反应,所以最终生成氢气的质量要依据金属的质量来计算。可用如图表示。
可简单概括为越陡越活,越高越小。
②足量的金属与等量的酸反应,金属是足量的,说明酸完全反应,最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算,所以最终生成氢气的质量相等。可用如图表示。
探究点三　金属活动性顺序
7.探究金属与金属化合物溶液的反应,完成下列内容。
实验 现象 反应的化学方程式
铝丝浸入硫酸铜 溶液中 　 _
.
铜丝浸入硝酸银 溶液中 　 _
.
铜丝浸入硫酸铝 溶液中 　
铝丝上有紫红色物质生成,
溶液颜色逐渐变浅
3Cu+Al2(SO4)3
铜丝上有银白色物质生成,
溶液由无色逐渐变为蓝色
2Ag+Cu(NO3)2
无明显现象
答案:(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,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
(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)。
8.金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有哪些重要应用
[例3] 现有甲、乙、丙、丁四种颗粒大小相同的金属,分别投入相同的稀硫酸中,只有甲、乙表面有气泡产生,且乙产生气泡较快并且放热更明显;再把都经过打磨后的丙和丁投入相同的硝酸银溶液中,过一会儿,丙的表面有银析出,而丁没变化,则四种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A.乙>甲>丙>丁
B.丙>乙>丁>甲
C.甲<乙<丙<丁
D.乙<甲<丁<丙
A
知识点一　金属与氧气的反应
1.(2022临沂改编)下列有关金属材料的说法正确的是( )
A.金属铝在常温下与氧气剧烈反应
B.“真金不怕火炼”说明金的化学性质不活泼
C.各种金属都能与氧气在常温下反应
D.红热的铁丝能在空气中燃烧
B
知识点二　金属与酸的反应
2.(2022菏泽)下列物质:①MgSO4,②FeCl3,③CuSO4,④ZnCl2,能够通过金属与稀盐酸或稀硫酸反应生成的是( )
A.①② B.③④
C.②③ D.①④
D
3.金属与盐酸反应的示意图如下所示。下列说法正确的是( )
A.实验室可用铜和盐酸制氢气
B.四种金属中活动性最强的是镁
C.铁可以把锌从硫酸锌溶液中置换出来
D.铁与盐酸反应的化学方程式为 2Fe+6HCl 2FeCl3+3H2↑
B
4.将质量相等的镁粉和铁粉分别投入等质量等浓度的稀硫酸中,所得H2质量与稀硫酸质量关系曲线正确的是( )
B
知识点三　金属活动性顺序
5.(2022青海)下列金属不能从CuSO4溶液中置换出Cu的是( )
A.Al B.Fe
C.Zn D.Ag
D
D
1.(2022新疆)下列金属中,活动性最强的是( )
A.铜 B.铝 C.镁 D.铁
2.(2022滨州)金属和合金是生活中比较常见的物质。下列有关说法正确的是( )
A.银能与稀硫酸发生置换反应
B.钢的硬度比纯铁的硬度小
C.在常温下,铝比镁更容易与氧气发生化学反应
D.钨的熔点高,可以用来制作灯泡中的灯丝
C
D
3.下列事实能用金属活动性解释的是( )
①铝制品比铁制品耐腐蚀
②用硫酸铜溶液和铁制取铜
③用稀盐酸除铁锈
④金属铜不能与稀硫酸反应
A.①② B.①②③
C.②④ D.①②④
C
4.请结合图示分析,下列说法正确的是( )
A
5.经过实验探究,人们总结出了金属活动性顺序规律,下列有关说法正确的是( )
A.金属铝比铁更耐腐蚀,是因为铁更活泼
B.工业上可以利用单质铁回收硫酸锌溶液中的金属锌
C.铜、银单质分别与稀盐酸混合,铜置换出氢气更快
D.金属活动性顺序可作为金属能否在溶液中发生置换反应的一种判断依据
D
6.(2023陕西)用下列各组物质进行实验,能验证Mg、Ag、Cu三种金属活动性强弱的是( )
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怀化)现有质量相等的X、Y、Z三种金属,分别放入三份浓度相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,Y、Z在生成物中均显+2价,Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示,则下列说法正确的是
( )
A.X、Y、Z的金属活动性顺序:Y>Z>X
B.相对原子质量:Y>Z
C.完全反应生成氢气的质量:YD
8.(2022孝感)为验证锌、铁、铜三种金属的活动性顺序,小红设计了如图所示的四个实验,下列说法中正确的是( )
A.通过实验①②③能验证锌的金属活动性比铁强
B.实验③中溶液的质量变大
C.X可能为锌,Y可能为硫酸亚铁
D.只做实验③和④,一定不能验证锌、铁、铜的金属活动性顺序
C
9.(2022北京)用如图所示实验研究金属的性质。
氢气
(1)①中有气体生成,生成的气体为　 　。
(2)③中反应的化学方程式为　 。
(3)下列实验组合中,能得出铁、铜、银的金属活动性顺序的是　　(填字母)。
A.①④　　B.③④　　C.①②④
BC
1.(数字化实验)小明同学取镁、铝、锌三种金属,分别放入盛有质量和质量分数都相等的稀盐酸的锥形瓶中,实验装置如图甲所示,采集数据,得到如图乙所示的压强变化曲线。
甲　测定压强变化的实验装置
乙　金属与稀盐酸反应时压强的变化曲线
(1)镁、铝、锌与稀盐酸反应产生的相同气体是　 　(填化学式)。
(2)铝对应的曲线是B,反应速率先慢后快,其主要原因是　 _
_
　。
(3)从图乙分析,以下结论正确的是　 　(填序号)。
①金属镁对应的压强变化曲线是A
②M点时参加反应的镁、锌质量相等
③实验时取用的镁、铝质量可能相等
H2
铝的表面有
一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水,氧
化铝反应完,铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气
①③
弱
(2)接下来,同学们设计了如下实验流程回收铜和镍。
Cu(或铜)
如图中,固体A是　 　,②中反应的化学方程式是　 _
　(只写一个)。
Zn+
(3)要验证Ni、Zn、Cu的金属活动性顺序,用下列各组药品进行实验,不能达到目的的是　 　(填字母)。
A.Ni、Zn、Cu、稀盐酸
B.Ni、Cu、ZnSO4溶液
C.Zn、Cu、NiSO4溶液
D.Ni、ZnSO4溶液、CuSO4溶液
B
谢谢观赏！

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