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课题2　金属的化学性质
第1课时　金属的化学性质
知识梳理
知识点1　金属与氧气的反应
(1)常温下，铝与氧气反应，其表面生成一层致密的__氧化铝__薄膜，从而阻止铝进一步被氧化。其反应的化学方程式为__4Al＋3O2===2Al2O3__。
(2)铁、铜在高温时能与氧气反应。
(3)“真金不怕火炼”说明金即使在__高温__时也不与氧气反应。
铝制品和金制品都耐腐蚀，但原理不同。铝耐腐蚀是因为铝与氧气反应时，生成一层致密的保护膜，金耐腐蚀是因为金的化学性质稳定，不与氧气反应。
知识点2　金属与稀盐酸、稀硫酸的反应
(1)金属与稀酸的反应
金 属 现象 反应的化学方程式
盐酸 稀硫酸
镁 反应__剧烈__，产生__大量气泡__，溶液仍为无色 __Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑__ __Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑__
锌 反应__比较剧烈__，产生__较多气泡__，溶液仍为无色 __Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑__ __Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑__
铁 反应__缓慢__，有__少量气泡__产生，溶液由无色变为__浅绿__色 __Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑__ __Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑__
铜 __没有变化__ — —
(2)置换反应：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。
重难突破
重难点　金属的化学性质
【典例】取等质量的A、B两种金属，同时分别与足量的浓度相同的稀盐酸反应，反应情况如图所示(已知：A、B在生成物中均为＋2价)。下列对该图像理解的叙述中，正确的是(　　　)
A．金属活动性顺序：A＞B
B．放出氢气的质量：B＞A
C．A、B可能是Mg、Zn
D．相对原子质量的大小：B＞A
解析：至完全反应，B用的时间少，A用的时间多，则金属活动性顺序为A＜B；由纵坐标可知，最终放出氢气的质量为B＜A；金属活动性顺序为A＜B，A、B不可能是Mg、Zn；化合价相同，产生的氢气质量与金属的相对原子质量成反比，产生氢气质量越多，说明该金属的相对原子质量越小，则相对原子质量B＞A。
答案：D
(1)看横纵坐标：根据坐标曲线，确定曲线形式是H2质量—时间图像还是H2质量—酸/金属质量图像的分析。
(2)看曲线坡度：H2－t曲线，坡度与金属活动性有关；H2－酸/金属质量曲线，与酸/金属不足时生成氢气的质量有关。
(3)看曲线拐点：曲线拐点与不足物质质量有关。如H2－t曲线，拐点高，则反应结束生成氢气的质量多，消耗酸的质量也多。
【对点训练】
1．等质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应(已知M、N在生成物中均为＋2价)，生成氢气质量和反应时间的关系如图，下列叙述正确的是(　A　)
A．相对原子质量较大的是N
B．生成H2的质量M＜N
C．M、N两种金属中较活泼的是N
D．消耗盐酸的质量N＞M
2．两支试管中分别盛有等质量、等浓度的稀盐酸，分别向其中逐渐加入两种不同的金属粉末M和N(M、N在生成物中均显＋2价)。加入金属的质量与产生氢气的质量之间的关系如图所示。结合图像分析，下列说法不正确的是(　C　)
A．相对原子质量：M＜N
B．充分反应后，产生氢气的质量：M＝N
C．活动性：M＞N
D．a点对应的溶液中溶解的物质只有一种
反应后金属元素化合价相同，加入相等质量的金属，M比N产生氢气多，说明N的相对原子质量比M大；酸的量相同，金属过量，因此充分反应后，生成的氢气相等；该图像可以比较加入金属的质量与产生氢气的质量大小关系，但无法比较金属活动性强弱；a点对应的溶液中溶解的物质只有反应生成的M的化合物一种。
即时默写
请写出下列反应的化学方程式：
第2课时　金属活动性顺序
知识梳理
知识点1　金属与某些盐溶液的反应
(1)实验现象
实验 现象 反应的化学方程式
铝丝浸入硫酸铜溶液中 铝丝上有__红__色物质生成，溶液由蓝色变为__无__色 __2Al＋3CuSO4_===Al2(SO4)3＋3Cu__
铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝上有__银白__色物质析出，溶液由无色变为__蓝__色 __Cu＋2AgNO3_===Cu(NO3)2＋2Ag__
铜丝浸入硫酸铝溶液中 无变化 不反应
(2)实验结论
①上述发生的反应属于__置换__反应。
②铝、铜、银三种金属的活动性由强到弱的顺序为__Al>Cu>Ag__。
知识点2　金属活动性顺序
(1)规律
(2)应用
①金属的位置越靠__前__，它的活动性就越__强__。
②位于__氢前面__的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的__氢__。
③位于__前面__的金属能把位于__后面__的金属从它们的__化合物的溶液__中置换出来(K、Ca、Na除外)。
金属与混合溶液的反应
(1)当两种或多种金属化合物在溶液中同时存在时，最不活泼的金属先从溶液中被置换出来。
(2)当两种或多种金属与一种金属化合物溶液同时混合时，最活泼的金属先发生置换反应。即金属活动性相差越大，置换反应越易发生。
重难突破
重难点　金属的活动性顺序
【典例】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
解析：Cu、Ag均与稀硫酸不反应，不能比较Cu、Ag的活动性大小，故A错误；Mg能与CuSO4溶液反应置换出铜，而Ag与CuSO4溶液不反应，可以得出 Mg、Cu、Ag三种金属的活动性顺序为Mg＞Cu＞Ag，故B正确；Ag、Cu均不与MgCl2溶液反应，不能比较Cu、Ag的活动性大小，故C错误；Ag与CuCl2溶液、MgSO4溶液均不反应，不能比较Cu、Mg的活动性大小，故D错误。
答案：B
验证三种金属活动性顺序的常用方法
(1)“两金夹一液”：选用三种金属中活动性位于两端的金属单质，以及活动性位于中间的金属的化合物溶液。
(2)“两液夹一金”：选用三种金属中活动性位于中间的金属单质，以及另外两种金属的化合物溶液。
【对点训练】
1．铬(Cr)及其化合物在作为催化剂、金属防腐剂等方面具有重要应用，是一种“氢前金属”，金属活动性介于锌和铜之间，根据金属化学性质的一般规律，下列推测不合理的是(　B　)
A．金属铬单质能与稀硫酸反应
B．铬粉中的铜粉可加稀硫酸除去
C．铬能与氧气反应
D．可用铜片、CrSO4溶液和锌片检验三种金属的活动性
铬是一种“氢前金属”，可铬能与硫酸反应；铜的金属活动性排在氢之后，不和硫酸反应，向含有铜粉的铬粉中加稀硫酸，反应后原物质被消耗，无法达到除杂的目的；铬是一种“氢前金属”，化学性质较活泼，能与氧气发生反应；铜片不能与CrSO4溶液反应，锌片可以与CrSO4溶液反应，可以验证三种金属的活动性。
2．模型能够直观地反映化学变化的结果。将一定质量的镁条放入某一溶液(如图)，其溶质硫酸铜和硫酸亚铁的质量相同，充分反应后烧杯内固体的组成和质量大小关系不可能的是(　C　)
　　　
将镁条加入含有硫酸铜、硫酸亚铁的溶液中，镁先与硫酸铜反应生成硫酸镁和铜，硫酸铜反应完全之后，若镁还有剩余，继续与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁。若镁无剩余，且只与硫酸铜反应，A符合；若镁无剩余，硫酸铜完全反应，硫酸亚铁部分反应，则生成的铜的质量可能大于生成铁的质量，B符合；若镁有剩余，说明硫酸铜和硫酸亚铁均反应完全，根据硫酸铜和硫酸亚铁的质量相同，则生成铁的质量一定小于生成铜的质量，C不符合，D符合。
实验剖析
实验　金属活动性顺序的探究
1．判断方法
判断方法 操作方法 现象与结论
金属能否与稀硫酸或稀盐酸反应 将金属插入稀硫酸或稀盐酸中，观察是否产生气泡 有气泡产生，说明该金属在金属活动性顺序中排在氢之前，否则排在氢之后
金属与稀硫酸或稀盐酸反应的速率 将表面积相等的金属插入等浓度等质量的稀硫酸或稀盐酸中，观察气泡产生的快慢 产生气泡速率快的比产生气泡速率慢的活动性强
金属能否与盐溶液发生置换反应 将金属插入某盐溶液中，观察现象(金属表面是不是有另一种金属析出及溶液颜色变化) 如果能将盐溶液中的金属置换出来，说明插入溶液中的金属的活动性较盐溶液中所含金属的活动性强，否则相反
2.设计实验
(1)比较两种金属的活动性强弱(以锌、铜为例)
实验方案 判定方法
方案一 将金属锌放入铜的盐溶液中或将金属铜放入锌的盐溶液中 根据置换反应能否发生(或实验现象)判断
方案二 将金属锌、铜分别放入稀盐酸中 根据能否与稀盐酸反应判断
方案三 将金属锌、铜同时放入金属活动性位于两者之间的金属的可溶性盐溶液(如FeSO4溶液)中或将金属活动性位于两者之间的一种金属分别放入锌、铜的可溶性盐溶液中 根据置换反应能否发生(或实验现象)判断
(2)比较三种金属的活动性强弱
实验方案 判断方法
方案一 两两组合 根据比较两种金属的活动性强弱的方法进行验证
方案二 “两盐夹一金”；选用三种金属中活动性排在中间的金属单质及另两种金属的可溶性盐溶液作为试剂进行验证 根据金属单质分别与两种金属盐溶液反应的情况进行判断
方案三 “两金夹一盐”：选用三种金属中活动性最强和最弱的金属单质及另一种金属的可溶性盐溶液作为试剂进行验证 根据两种金属单质分别与金属盐溶液反应的情况进行判断
3.实验注意事项
(1)实验前必须除去金属表面的锈。
(2)做金属与酸的反应时一般用稀盐酸或稀硫酸，不用硝酸或浓硫酸。
(3)金属与盐溶液的反应，盐必须可溶。
(4)并不是所有排在前面的金属都能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，如K、Ca、Na。
(5)在比较金属活动性时需要注意控制变量法的应用，如酸溶液或盐溶液的温度、浓度、体积，金属的形状、表面积需保持一致。
【对点训练】
金属活动性顺序是金属化学性质的核心内容，为了更好地掌握该知识，提升科学探究能力，某实验小组同学以铝、铁、铜三种常见金属为例，对金属活动性强弱的验证展开了项目化学习。
任务一：依据金属与氧气的反应进行验证
【查阅交流】(1)铝在常温下能与空气中的氧气反应，在表面形成致密的氧化铝薄膜，使铝更耐腐蚀。
(2)铁在空气中不能燃烧，在纯氧中点燃铁丝，能剧烈燃烧。
(3)铁、铜在常温下几乎不与氧气反应，在潮湿空气中，铜比铁耐腐蚀。
【得出结论】
小组同学依据__金属与氧气反应的难易程度和剧烈程度__，得出结论：金属活泼性：Al＞Fe＞Cu。
任务二：利用金属与稀酸的反应进行验证
【进行实验】分别取形状、大小完全相同的三种金属片放在三支试管中，进行如图1操作并记录了实验现象。
实验现象
铝片 铝片表面产生大量气泡
铁片 __铁片表面产生少量气泡__
铜片 铜片表面无明显现象
【得出结论】金属活动性：Al＞Fe＞Cu。
【反思评价】
小组同学仔细分析实验后，提出了质疑，认为实验不严密，理由是__所滴加酸的种类不同__。
任务三：根据金属与金属盐溶液的反应进行验证
【进行实验】如图2，分别取两片形状、大小完全相同的铁片放在试管中，滴加等量的氯化铝溶液和氯化铜溶液。
　　
图2
【实验分析】实验①无明显现象；实验②的现象是__铁片表面生成红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色__，反应的化学方程式是__Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2__。
【得出结论】依据金属与氧气反应的难易程度和剧烈程度，可比较金属的活泼性。【进行实验】铁片和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁片表面产生少量气泡。【反思评价】实验中酸的种类不同，因此得出的结论不可靠。【实验分析】铁与氯化铜溶液反应生成铜和氯化亚铁，铁片表面附着红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色。
〈问题拓展〉
1．小组同学通过实验，讨论后一致认为利用其他三种物质也可完成铝、铁、铜的金属活动性强弱探究，请写出其中一种组合的三种物质__铝片、铜片、硫酸亚铁溶液(合理即可)___。
2．实验结束，为做好废液处理，小组同学将任务三中实验①②反应后的物质全部倒入一个洁净的烧杯内，观察到红色固体明显增多，由此可推断出，烧杯中废液的成分一定有__氯化亚铁、氯化铝__。
为了验证烧杯中可能存在的固体，下列可以选用的试剂有__CD__。
A．氯化钠溶液　　　　 B．氯化亚铁溶液
C．氯化铜溶液 D．稀硫酸
即时默写
请写出下列反应的化学方程式：课题2　金属的化学性质
第1课时　金属的化学性质
知识梳理
知识点1　金属与氧气的反应
(1)常温下，铝与氧气反应，其表面生成一层致密的__ __薄膜，从而阻止铝进一步被氧化。其反应的化学方程式为__ __。
(2)铁、铜在高温时能与氧气反应。
(3)“真金不怕火炼”说明金即使在__ __时也不与氧气反应。
铝制品和金制品都耐腐蚀，但原理不同。铝耐腐蚀是因为铝与氧气反应时，生成一层致密的保护膜，金耐腐蚀是因为金的化学性质稳定，不与氧气反应。
知识点2　金属与稀盐酸、稀硫酸的反应
(1)金属与稀酸的反应
金 属 现象 反应的化学方程式
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 __ __ __ __
铁 反应__ __，有__ __产生，溶液由无色变为__ __色 __ __ __ __
铜 __ __ — —
(2)置换反应：由一种__ __与一种__ __反应，生成另一种__ __和另一种__ __的反应。
重难突破
重难点　金属的化学性质
【典例】取等质量的A、B两种金属，同时分别与足量的浓度相同的稀盐酸反应，反应情况如图所示(已知：A、B在生成物中均为＋2价)。下列对该图像理解的叙述中，正确的是(　　　)
A．金属活动性顺序：A＞B
B．放出氢气的质量：B＞A
C．A、B可能是Mg、Zn
D．相对原子质量的大小：B＞A
(1)看横纵坐标：根据坐标曲线，确定曲线形式是H2质量—时间图像还是H2质量—酸/金属质量图像的分析。
(2)看曲线坡度：H2－t曲线，坡度与金属活动性有关；H2－酸/金属质量曲线，与酸/金属不足时生成氢气的质量有关。
(3)看曲线拐点：曲线拐点与不足物质质量有关。如H2－t曲线，拐点高，则反应结束生成氢气的质量多，消耗酸的质量也多。
【对点训练】
1．等质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应(已知M、N在生成物中均为＋2价)，生成氢气质量和反应时间的关系如图，下列叙述正确的是( )
A．相对原子质量较大的是N
B．生成H2的质量M＜N
C．M、N两种金属中较活泼的是N
D．消耗盐酸的质量N＞M
2．两支试管中分别盛有等质量、等浓度的稀盐酸，分别向其中逐渐加入两种不同的金属粉末M和N(M、N在生成物中均显＋2价)。加入金属的质量与产生氢气的质量之间的关系如图所示。结合图像分析，下列说法不正确的是( )
A．相对原子质量：M＜N
B．充分反应后，产生氢气的质量：M＝N
C．活动性：M＞N
D．a点对应的溶液中溶解的物质只有一种
即时默写
请写出下列反应的化学方程式：
第2课时　金属活动性顺序
知识梳理
知识点1　金属与某些盐溶液的反应
(1)实验现象
实验 现象 反应的化学方程式
铝丝浸入硫酸铜溶液中 铝丝上有__ __色物质生成，溶液由蓝色变为__ __色 __ _ __
铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝上有__ __色物质析出，溶液由无色变为__ __色 __ _ __
铜丝浸入硫酸铝溶液中 无变化 不反应
(2)实验结论
①上述发生的反应属于__ __反应。
②铝、铜、银三种金属的活动性由强到弱的顺序为__ __。
知识点2　金属活动性顺序
(1)规律
(2)应用
①金属的位置越靠__ __，它的活动性就越__ __。
②位于__ __的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的__ __。
③位于__ __的金属能把位于__ __的金属从它们的__ __中置换出来(K、Ca、Na除外)。
金属与混合溶液的反应
(1)当两种或多种金属化合物在溶液中同时存在时，最不活泼的金属先从溶液中被置换出来。
(2)当两种或多种金属与一种金属化合物溶液同时混合时，最活泼的金属先发生置换反应。即金属活动性相差越大，置换反应越易发生。
重难突破
重难点　金属的活动性顺序
【典例】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
验证三种金属活动性顺序的常用方法
(1)“两金夹一液”：选用三种金属中活动性位于两端的金属单质，以及活动性位于中间的金属的化合物溶液。
(2)“两液夹一金”：选用三种金属中活动性位于中间的金属单质，以及另外两种金属的化合物溶液。
【对点训练】
1．铬(Cr)及其化合物在作为催化剂、金属防腐剂等方面具有重要应用，是一种“氢前金属”，金属活动性介于锌和铜之间，根据金属化学性质的一般规律，下列推测不合理的是( )
A．金属铬单质能与稀硫酸反应
B．铬粉中的铜粉可加稀硫酸除去
C．铬能与氧气反应
D．可用铜片、CrSO4溶液和锌片检验三种金属的活动性
2．模型能够直观地反映化学变化的结果。将一定质量的镁条放入某一溶液(如图)，其溶质硫酸铜和硫酸亚铁的质量相同，充分反应后烧杯内固体的组成和质量大小关系不可能的是( )
　　　
实验剖析
实验　金属活动性顺序的探究
1．判断方法
判断方法 操作方法 现象与结论
金属能否与稀硫酸或稀盐酸反应 将金属插入稀硫酸或稀盐酸中，观察是否产生气泡 有气泡产生，说明该金属在金属活动性顺序中排在氢之前，否则排在氢之后
金属与稀硫酸或稀盐酸反应的速率 将表面积相等的金属插入等浓度等质量的稀硫酸或稀盐酸中，观察气泡产生的快慢 产生气泡速率快的比产生气泡速率慢的活动性强
金属能否与盐溶液发生置换反应 将金属插入某盐溶液中，观察现象(金属表面是不是有另一种金属析出及溶液颜色变化) 如果能将盐溶液中的金属置换出来，说明插入溶液中的金属的活动性较盐溶液中所含金属的活动性强，否则相反
2.设计实验
(1)比较两种金属的活动性强弱(以锌、铜为例)
实验方案 判定方法
方案一 将金属锌放入铜的盐溶液中或将金属铜放入锌的盐溶液中 根据置换反应能否发生(或实验现象)判断
方案二 将金属锌、铜分别放入稀盐酸中 根据能否与稀盐酸反应判断
方案三 将金属锌、铜同时放入金属活动性位于两者之间的金属的可溶性盐溶液(如FeSO4溶液)中或将金属活动性位于两者之间的一种金属分别放入锌、铜的可溶性盐溶液中 根据置换反应能否发生(或实验现象)判断
(2)比较三种金属的活动性强弱
实验方案 判断方法
方案一 两两组合 根据比较两种金属的活动性强弱的方法进行验证
方案二 “两盐夹一金”；选用三种金属中活动性排在中间的金属单质及另两种金属的可溶性盐溶液作为试剂进行验证 根据金属单质分别与两种金属盐溶液反应的情况进行判断
方案三 “两金夹一盐”：选用三种金属中活动性最强和最弱的金属单质及另一种金属的可溶性盐溶液作为试剂进行验证 根据两种金属单质分别与金属盐溶液反应的情况进行判断
3.实验注意事项
(1)实验前必须除去金属表面的锈。
(2)做金属与酸的反应时一般用稀盐酸或稀硫酸，不用硝酸或浓硫酸。
(3)金属与盐溶液的反应，盐必须可溶。
(4)并不是所有排在前面的金属都能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，如K、Ca、Na。
(5)在比较金属活动性时需要注意控制变量法的应用，如酸溶液或盐溶液的温度、浓度、体积，金属的形状、表面积需保持一致。
【对点训练】
金属活动性顺序是金属化学性质的核心内容，为了更好地掌握该知识，提升科学探究能力，某实验小组同学以铝、铁、铜三种常见金属为例，对金属活动性强弱的验证展开了项目化学习。
任务一：依据金属与氧气的反应进行验证
【查阅交流】(1)铝在常温下能与空气中的氧气反应，在表面形成致密的氧化铝薄膜，使铝更耐腐蚀。
(2)铁在空气中不能燃烧，在纯氧中点燃铁丝，能剧烈燃烧。
(3)铁、铜在常温下几乎不与氧气反应，在潮湿空气中，铜比铁耐腐蚀。
【得出结论】
小组同学依据__ __，得出结论：金属活泼性：Al＞Fe＞Cu。
任务二：利用金属与稀酸的反应进行验证
【进行实验】分别取形状、大小完全相同的三种金属片放在三支试管中，进行如图1操作并记录了实验现象。
实验现象
铝片 铝片表面产生大量气泡
铁片 __ __
铜片 铜片表面无明显现象
【得出结论】金属活动性：Al＞Fe＞Cu。
【反思评价】
小组同学仔细分析实验后，提出了质疑，认为实验不严密，理由是__ __。
任务三：根据金属与金属盐溶液的反应进行验证
【进行实验】如图2，分别取两片形状、大小完全相同的铁片放在试管中，滴加等量的氯化铝溶液和氯化铜溶液。
　　
图2
【实验分析】实验①无明显现象；实验②的现象是__ __，反应的化学方程式是__ __。
〈问题拓展〉
1．小组同学通过实验，讨论后一致认为利用其他三种物质也可完成铝、铁、铜的金属活动性强弱探究，请写出其中一种组合的三种物质__ ___。
2．实验结束，为做好废液处理，小组同学将任务三中实验①②反应后的物质全部倒入一个洁净的烧杯内，观察到红色固体明显增多，由此可推断出，烧杯中废液的成分一定有__ __。
为了验证烧杯中可能存在的固体，下列可以选用的试剂有__ __。
A．氯化钠溶液　　　　 B．氯化亚铁溶液
C．氯化铜溶液 D．稀硫酸
即时默写
请写出下列反应的化学方程式：

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