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第5节 寻找金属变化的规律
联想情景导入
环顾四周，金属制品比比皆是：文具盒里的小刀、自来水的水管和龙头、房门的锁和把手、玻璃窗的框，还有各种车辆、轮船、飞机、桥梁、铁轨、起重机，哪一样都少不了金属。同学们一定很想知道，金属的用途为什么那样广泛 它们有什么特性 那么，就让我们去看看这古老而新奇的金属世界吧!
重点知识详解
一、哪些物质是金属
1．金属：在元素周期表中，除汞外，元素的中文各名称都带有金字旁。
2．金属的用途：生活用品，房屋建筑，交通工具，农业生产。
3．金属的物理性质：有光泽、比较硬，有延展性、有导电性。
二、金属的化学性质
1．有些金属能在氧气中燃烧，有些金属不能燃烧，但能生成氧化物。金属铁在潮湿的空气中会被空气中的氧气氧化生成铁锈(主要成分是Fe3O4)。
2Cu+O2 2CuO 2Mg+O22MgO
2．活泼的金属能与酸反应生成盐和氢气。
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
置换反应：一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
3．有些金属能把不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来21世纪教育网
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
三、金属活动性顺序21世纪教育网
1．金属活动性顺序：21世纪教育网
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
2．金属活动性规律：
(1)在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，其活动性越强。
(2)在金属活动性顺序中，排在氢前的金属能与酸反应置换出氢气，氢后面的金属不能与酸发生置换反应。
(3)在金属活动性顺序中，排在前面的金属(不合K、Ca、Na)可以将其后面的金属从其盐溶液中置换出来。
经典例题解析
[例1] 在硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后发现有少量金属析出，过滤后往滤液中滴加盐酸，有白色沉淀生成，则析出的少量金属是 ( )
A．铜和铁 B．银 C．铁和银 D．铜和银21世纪教育网
[解析] 根据金属跟盐溶液置换反应的规律，排在金属活动性顺序表中较后的金属，首先被置换出。故本题Fe首先与AgNO3反应，又知充分反应后的滤液加盐酸有白色沉淀生成推知硝酸银未反应完，则Cu根本不可能析出。则析出的少量金属只有银。
[答案] B
[例2] X、Y、Z三种金属，将X投入到Y的盐溶液中，X表面覆盖有Y，将X和Z分别投入到盐酸中，Z溶解并有氢气放出，而X不溶解。则三种金属的活动性顺序由强到弱依次是__________。
[解析] 本题通过相关实验发生的现象判断金属的活动性顺序。将X投入到Y 的盐溶液中，X表面覆盖有Y；说明金属X的活动性顺序比Y强。将X和Z分别投入到盐酸中，Z溶解并有氢气放出，X不溶解，说明金属Z的活动性比X强。21世纪教育网
[答案] Z>X>Y
[例3] 初中科学课学完以后，化学学习兴趣小组对“金属活动性顺序”从内容、规律以及应用等方面进行了总结，请你认真填写下面的空白：
(1)金属活动性顺序表：K Ca Na ____ Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu ____ Ag Pt Au
(2)金属与酸反应的规律是________。
试举出实验应用的实例：________________________ (可用化学方程式表示)。
(3)金属与盐发生置换反应必须符合三点：
①K、Ca、Na三种金属非常活泼，不能把金属直接从其盐溶液中置换出来。
②________________________________________________。
③________________________________________________。
试举出实验应用的实例：_____________________________ (可用化学方程式表示)。
[解析] 本题主要考查金属活动性顺序的内容及应用条件，属理解、记忆性题目。根据所学知识不难得出。
[答案] (1)Mg Hg
(2)在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属才能置换出酸中的氢
如：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
(3)②在金属活动性顺序中，金属的位置必须排在盐中金属的前面
③盐必须是可溶的 如：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu
[例4] 右图为甲、乙、丙、丁四种常见金属与盐酸反应的比较示意图。
(1)上述四种金属可以分为两类，其中哪几种金属可以归为一类
(2)若乙是金属Zn，则丙可能是什么金属 请你说出理由。
[解析] 该题构思新颖，以卡通画形式来形象地表示化学反应，增强了试题的趣味性。解答该题(1)的关键是熟悉金属活动顺序表的用途。在金属活动性顺序表中，只有排在氢前面的金属才能置换酸中的‘氢，从图中可以看出甲、乙、丙表面均有气泡产生，而丁表面没有气泡产生，所以甲、乙、丙应排在氢的前面，即甲、乙、丙三种金属可以归为一类。另外在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前，活动性越强，与酸反应就越剧烈，甲产生的气泡最多即最剧烈，乙次之，丙最少，若乙是金属Zn则丙可能是Fe(或Sn、Pb)。
[答案] (1)甲、乙、丙可以归为一类。
(2)丙可能是Fe(或Sn、Pb)。其理由是丙能和盐酸反应，但反应的剧烈程度比乙(Zn)小，在金属活动顺序表中位于Zn和H之间。
[例5] 2003年6月，西安北郊古墓中出土青铜锤(一种酒具)，表面附有绿色固体物质，打开盖子酒香扑鼻，内盛有26kg青绿色液体，专家认定是2000多年前的“西汉美酒”。这是我国考古界、酿酒界的一个重大发现。
(1)如果让你对出土的“西汉美酒”进行探究，你想探究的一个问题是：21世纪教育网
(2)上述报道引发了某校初三化学兴趣小组同学的关注，他们收集家中铜器表面的绿色固体，进行探究。
提出问题：铜器表面附着的绿色固体物质是由哪些元素组成的
猜想：查阅相关资料后，猜想绿色固体物质可能是铜绿。
设计与实验：
①对试管内的绿色固体加热，至完全分解。观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。
②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸。观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。
③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。
实验结论：绿色固体物质中含有________、________、________、________等元素。(提示：装置内的空气因素忽略不计)
表达与交流：①上图中标有a、b的仪器名称是a ________ ；b________ 。
②上述③中发生反应的化学方程式为________________ 。21世纪教育网
③反应完成后，如果先移去酒精灯，可能出现的现象是________。
④如果将B、C两装置对调，行吗 为什么 ________ , ________。
[解析]这是一道关于金属、金属氧化物的化学性质和质量守恒定律实质的理解、检验水和二氧化碳存在及加热；实验操作等一系列知识的综合考查题。
我们知道：无水硫酸铜遇水变蓝色可以证明水的存在，澄清石灰水变浑浊可以证明二氧化碳的存在；金属氧化物溶于酸生成可溶于水的盐，活泼金属能从盐溶液中置换出不活泼金属，证明金属氧化物的存在。从“设计与实验”①中先证明绿色固体分解生成水和二氧化碳，利用质量守恒定律，元素种类不变的原理，从而证明绿色固体中含有C、H、O三种元素；再从“设计与实验”①②③中知道绿色固体分解的产物中的黑色固体为氧化铜，从而证明此绿色食品固体中含有Cu元素；气体从溶液中经过时会带来水分，如果装置中的B、C对换，因C中装的是澄清的石灰水，即使B中无水硫酸铜变成蓝色，也无法说明绿色固体分解的产物中有水的存在，所以B、C不能对换。反应结束时如果先停止加热，可能导致C中石灰水向B中倒吸的现象。21世纪教育网
[答案] (1)“西汉美酒”的成分是什么 (或“西汉美酒”为何是青绿色的 )
(2)铜碳氢氧(或Cu C H O)
①试管铁架台
②Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
③C装置中的液体会倒流进入B装置21世纪教育网
④不行若对调因澄清石灰水中的水存在则无法证明加热绿色固体是否有水生成
考点应试必备
1．下列叙述中属于描述铁的化学性质的是 ( )
A．铁在高温下加热到1535℃时变成铁水
B．铁是热和电的良导体
C．铁质软并有良好的延展性
D．铁在潮湿的空气中易生锈
2．下列各种容器，不可用来盛放硫酸铜溶液的容器是 ( )
A．铜制容器 B．瓷制容器 C．铁制容器 D．玻璃容器
3．5角硬币的外观呈金黄色，它是铜和锌的合金，市面上有人用它制成假金元宝行骗，小明同学用一种试剂揭穿了他。小明一定不会用的试剂是 ( )
A．硫酸铜溶液 B．硝酸银溶液 C．盐酸 D．硝酸钠溶液
4．世界卫生组织把铝确定为食物污染源之一。铝的下列用途必须加以控制的是 ( )
A．用铝合金制门窗 B．用铝合金作飞机材料
C．用金属铝制装碳酸饮料的易拉罐 D．用金属铝制电线
5．铁是一种应用广泛的金属，下列关于铁的说法中正确的是 ( )
A．铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁
B．铁在干燥的空气中容易生锈21世纪教育网
C．铁是地壳中含量最多的金属元素
D．用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素
6．金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)曾长期作为货币金属进行流通，我国有着悠久的金属货币历史和丰富的货币文化，下图就是几枚我国不同历史时期制造的金属货币。下列关于金、银、铜三种金属的说法中错误的是 ( )
A．金、银、铜都属于不活泼金属
B．单质铜可以将银从硝酸银溶液中置换出来
C．黄铜(为铜、锌合金)貌似黄金，有人以此冒充黄金行骗，其真伪可用稀盐酸鉴别
D．三种金属原子失去电子能力的大小顺序为：金原子>银原子>铜原子
7．X、Y、Z三种金属及其化合物问可发生如下化学反应：Y+ZCl2=Z+YCl2； X+ZCl2=Z+XCl2； Y+2HCl=YCl2+H2↑； X+ HCl不反应。则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是 ( )
A．Z>Y>X B．X>Y>Z C．Y>X>Z D．Y>Z>X
8．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、Ag B．Fe、Zn C．Pt、Cu D．Ag、Au
9．收藏家收藏清末铝制品，至今保存十分完好，该艺术品不易锈蚀的主要原因是 ( )
A．铝易发生化学反应
B．铝不易发生化学反应
C．铝易氧化，其表面的氧化膜具有保护内部作用
D．铝很难与酸发生反应21世纪教育网
10．铜和铝是日常生活和生产中重要的金属。钛(Ti)有许多神奇的性能，越来越引起人们的关注，是21世纪的重要金属之一。依据三种金属的性质和用途，判断下列说法错误的是 （ )
A．钛或钛合金放到海水中数年，取出后仍光亮如初，这说明金属钛具有很强的抗腐蚀性
B．将大小、厚薄相等的铜、铝、钛分别放人盛有稀盐酸的试管中，观察到盛钛的试管放出气泡缓慢，盛铝的试管放出气泡快，盛铜的试管无现象，由此可推测三种金属的活动性顺序为Al>Cu>Ti
C．某同学的铜制眼镜框表面出现了绿色物质[主要成分Cu2(OH)2CO3]，可用稀盐酸除去
D．高层建筑常采用铝合金门窗而不采用铁门窗，主要原因是铝的密度小且易形成一层致密的氧化物薄膜
11．某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中问嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立刻报警。“防盗玻璃”能报警，这利用了金属的 ( )
A．延展性 B．导电性 C．弹性 D．导热性
12．向ZnSO4和CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉，充分反应后，过滤、洗涤、干燥得到滤渣，该滤渣中含有的金属是 ( )
A．Zn，Fe B．Zn、Cu C，Fe，Cu D，Zn、Fe、Cu
13．抗氧化剂能吸收氧气，降低食品内部及周围的含氧量，阻止氧气和食品发生氧化反应，从而延长食品的保质期。小明发现新买来的高级月饼的包装盒内有 一个印有“抗氧化剂”的小包，内盛有灰黑色粉末，该灰黑色粉末可能是 ( )
A．铁粉 B．氢氧化钠 C．二氧化锰 D．生石灰
14．某化学兴趣小组为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，设计了如图所示的4种实验方案，其中不能达到目的的是 ( )
15．将一洁净的铁片放入下列溶液中，片刻后取出，溶液的质量明显减少的是 ( )
A．食盐溶液 B．硫酸锌溶液 C．稀硫酸 D．硫酸铜溶液
16．铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币，已知铜的熔点是1083.4℃，铁的熔点是1534.8 ℃。试从物理性质和化学性质的角度分析，用铜而不用铁来铸造货币的理由有_____________，_____________。
17．置换反应是化学反应的基本类型之一。
(1)金属与盐溶液之间的置换反应，一般是活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。如铜和硝酸银溶液的化学方程式为 _________________________________________________________。
(2)非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间的置换反应的规律，即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其盐溶液中置换出来，如在溶液中可发生下列反应：
Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2，I2+Na2S=2NaI+S↓，Br2+2Kl=2KBr+I2
由此可判断：
①S、Cl2、I2、Br2非金属活动性由强到弱顺序是________________。
②下列化学方程式书写错误的是___________。
A．Cl2+2NaBr=2NaCl+I2 　 Ｂ．I2+2KBr=2KI+Br2
C．Br2+Na2S=2NaBr+S↓ 　 D．Cl2+K2S=2KCl+S↓
18．将一枚铁钉放在硫酸铜溶液中，片刻后取出，发现铁钉表面有__________色物质生成，写出反应的化学方程式：______________________________；该反应的类型：_________________________。
19．把一小包铁粉放人一定量的硝酸铜溶液中，使其充分反应后，过滤、洗涤、干燥，得到固体。请你对固体的成分进行探究。
(1)猜想：固体的成分可能是 。
(2)实验：请设计实验验证你的猜想。说明实验过程、现象和结论 _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
20．钛(Ti)因为具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注。某化学兴趣小组 对Mg、Ti、Ag的金属活动性顺序进行探究。
提出假设：
a．Ti的金属活动性比Mg强；
b．Ti的金属活动性介于Mg和Ag之间；
c．Ti的金属活动性比Ag弱。21世纪教育网
查阅资料：在相同条件下，金属与酸反应，产生气泡的速度越快，则该金属活动性越强。
实验设计：同温下，取大小相同的这三种金属薄片，分别投入等体积、等质量分数的足量稀盐酸中，观察现象。请回答：
(1)三种金属加入盐酸前都先用砂纸将表面擦光亮，其目的是_______ (填序号)。①除去氧化膜，利于直接反应；②使反应的金属温度相同，易反应； ③使表面光亮，易观察现象。
(2)根据下表中的实验现象填空：
物 质 Ti Mg Ag
实验现象 产生气泡速度缓慢 产生气泡速度快 无任何现象
结论：
原假设中_______ (填“a”或“b”或“c”)正确；理由是_____________________ 。三 种金属的活动性由强到弱的顺序为______________ 。
(3)上述实验设计中，如果所用盐酸的溶质质量分数不同，是否一定能够得出正确的结论 _______ (填“是”或“否”)，理由是____________________________。
参考答案
1．D 2．C 3．D 4．C 5．D 6．D 7．C 8．B 9．C l0．B 11．B l2．c 13．A 14．C 15．D 16．因为铜的熔点比铁的低，易于铸造 铁比铜易生锈，故用铜而不用铁来铸造货币 l7．(1)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag (2)①Cl2>Br2>I2>S ②B 18．红 CuSO4+Fe=FeSO4+Cu 置换反应 19．(1)固体可能是铜、铁混合物，也可能是铜 (2)取少量固体于试管中，然后加入足量稀盐酸。有气泡冒出并有固体剩余，则为铜、铁混合物；无气泡冒出，则为铜 20．(1)① (2)b与盐酸反应产生气泡速度镁比钛快 Mg>Ti>Ag(3)否盐酸的溶质质量分数大小对反应速度有影响(必须答出对速度有影响，否则不对)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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