浙教版科学2021-2022学年上学期九年级“培优提高”讲义（十一）：金属及金属材料（2）【word，含答案】

一、金属的化学性质
(1)与氧气反应
与氧气反应的难易程度
代表金属种类
现象
化学方程式(氧气中)
常温下与氧气反应
铝
常温下，金属铝表面易生成一层致密的氧化铝保护膜
4Al＋3O2===2Al
2O3
铁
常温下，缓慢氧化，生成红褐色的铁锈(Fe2O3)
与氧气反应的难易程度
代表金属种类
现象
化学方程式(氧气中)
能在空气中燃烧
镁
剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，放热
2Mg＋O22MgO
不能在空气中燃烧，能在氧气中燃烧
铁
剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
3Fe＋2O2
Fe3O4
不能燃烧，在加热条件下能与氧气反应生成氧化物　
铜
加热，生成黑色物质　
2Cu＋O22CuO
在高温下也不与氧气反应　
金
(2)与酸反应：金属活动性顺序排在H前面的金属单质能与酸发生反应，生成相应的盐和氢气。相同条件下，金属与酸反应的剧烈程度也因金属活动性的强弱而不同，金属活动性越强，反应越剧烈。
金属
与盐酸反应
与稀硫酸反应
反应现象
镁
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
铝
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
锌
Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液为无色，生成的气体在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
铁
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
反应缓慢，产生气泡，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成的气体在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
铜
不反应
不反应
无
①
铁与酸发生置换反应，生成铁的化合物中铁元素的化合价为＋2价，故溶液呈浅绿色。
②
金属与酸反应的剧烈程度不止与金属的活动性强弱有关，还与其他很多因素有关，如酸的浓度、金属与酸接触面积的大小、反应温度等。故在探究金属与酸反应快慢的问题时，一定要注意控制好变量。
③
由于金属锌与稀硫酸的反应速率适中，便于对氢气进行收集，实验室常用锌与稀硫酸的反应来制取氢气；金属镁和铝与稀硫酸的反应速率过快，铁与稀硫酸的反应速率过慢，都不利于氢气的收集；浓盐酸具有挥发性，用盐酸制取的氢气中因含有氯化氢气体而不纯净，故不选择盐酸作为实验室制取氢气的原料。
(3)与某些盐溶液反应
活动性较强的金属可以把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。如，将锌片、铁片、铜片三种金属分别放入硫酸铜溶液、硝酸银溶液中，观察到的现象及反应的化学方程式如下：
金属
硫酸铜溶液
硝酸银溶液
锌
锌表面有一层红色物质析出，溶液由蓝色变为无色。Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
锌表面有一层银白色物质析出，溶液仍为无色。Zn＋2AgNO3===Zn(NO3)2＋2Ag
铁
铁表面有一层红色物质析出，溶液由蓝色变为浅绿色。Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
铁表面有一层银白色物质析出，溶液由无色变为浅绿色。Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag
铜
无变化，不反应
铜表面有一层银白色物质析出，溶液由无色变成蓝色。Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag
金属与盐的反应中，盐必须能溶于水。
二、金属活动性顺序
活动性由强到弱，原子失电子能力减弱。
(2)金属活动性顺序的应用
①
在金属活动性顺序中，位置越靠前，活动性越强。
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盐酸、稀硫酸中的氢。
③
在金属活动性顺序中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。
④
很活泼的金属，如K、Ca、Na与盐溶液反应，先与溶液中的水反应生成碱和氢气，碱再与盐溶液反应，没有金属单质生成。
例1、兴趣小组按如图流程进行实验（每步均充分反应），反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象，下列说法不正确的是（　　）
由实验可判断出铁、铜、锌的活动性顺序
B．两支试管混合后，固体总质量一定增加
C．滤渣中一定有Cu，一定没有Fe和Zn
D．滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2
例2、将等质量的铁粉和锌粉分别与等质量且溶质质量分数相等的稀盐酸充分反应，产生氢气的质量与时间的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）
a表示铁与稀盐酸反应
B．a表示的反应，金属一定有剩余
C．b表示的反应，稀盐酸一定有剩余
D．若有一种金属剩余，则剩余的金属一定是铁
例3、往AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生．根据上述现象，你能得出的结论是（　　）
A．滤渣中一定有Fe
B．滤渣中一定有Cu
C．滤液中一定有Fe2+
D．滤液中一定有Ag+、Cu2+
例4、为了比较甲、乙两种金属的活动性强弱，小明设计了如图实验装置。他取两种金属（表面积相同）各
m
克，分别加入足量的稀硫酸（相同质量分数）进行反应。在相同条件下测定不同时间内产生氢气的体积，实验记录如下表：
反应时间（秒）
20
40
60
80
100
120
140
甲金属生成氢气的体积（毫升）
25
60
95
130
160
170
170
乙金属生成氢气的体积（毫升）
30
75
120
150
150
150
150
（1）除了图示装置，实验中还需要用到的测量仪器有______________。
（2）由实验结果可知：金属活动性较强的是________。
（3）为使得到的实验数据准确，应该从________________时开始收集气体。
1.有甲、乙、丙三种金属，甲在常温下就能与氧气反应，乙、丙在常温下几乎不与氧气反应；若将乙、丙分别放入硝酸银溶液中，在乙表面会有银析出，而丙没有变化。则甲、乙丙三种金属的活动性由强到弱依次是（??
）
A.甲、乙、丙????B.甲、丙、乙?????C.丙、乙、甲?????D.乙、甲、丙
2.往AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生．根据上述现象，你能得出的结论是（　　）
A．滤渣中一定有Fe
B．滤渣中一定有Cu
C．滤液中一定有Fe2+
D．滤液中一定有Ag+、Cu2+
3.向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后再加入一定量的稀盐酸，没有气体产生，将混合液过滤，则下列说法中错误的是（???
）
A.滤液中一定含有硝酸镁，可能含有硝酸铜和稀盐酸
B.滤液中一定含有硝酸镁，可能含有硝酸铜和硝酸银
C.滤出的固体中一定含银，可能含铜
D.滤出的固体中一定含银，可能含铜和氯化银
4.把等质量的X、Y、Z三种金属分别加入到同质量、同质量分数的足量稀盐酸中，反应关系如图甲；再把金属Z加入到YNO3溶液中，反应关系如图乙。据此判断三种金属的活动性顺序为（
?）
A.Z>X>Y????B.X>Z>Y?????C.X>Y>Z?????D.Y>Z>X
5.取一定质量的锌粒和铜片于同一敞口容器中，再逐渐加入稀硫酸。加入稀硫酸的质量与有关量的变化关系图正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6.金属在生产生活中应用广泛．
（1）下列金属制品的用途，利用其导电性的是________。
A．铁锅
B．铜导线
C．铝箔
D．黄金饰品
（2）合金性能优于单一金属，因而被广泛应用．焊锡（主要含锡、铅）与其组成金属相比具有________________的特性，可用于焊接电子元件；
（3）金属是一种有限资源，需要保护和回收利用．
黄铜（
铜锌合金）用作弹壳的制造．现有一批使用过的，锈迹斑斑的弹壳，处理这批弹壳可以制得硫酸锌和铜，其主要流程如下所示．
【收集资料】弹壳上的锈主要为Cu2（OH）2CO3，能与稀硫酸反应得到硫酸铜溶液；弹壳中其他杂质不溶于水、也不参加反应．（提示：E为过量的锌）
a．写出弹壳上的锈与稀硫酸反应的化学方程式__________________________。
b．固体D为________．
7.向一定量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn，溶液质量与加入Zn的质量关系如图，请回答下列问题（用符号表示）。
（1）在a点所发生反应产生的单质是________。
（2）在bc段（不含两端点）的溶液中含有的离子为________________________。
（3）在d点时存在的固体有________________________。
8.某兴趣小组为探究金属镁的化学性质，做了镁与稀盐酸反应的实验。小柯同学做镁粉与稀盐酸反应的实验时发现试管温度明显升高，并在试管中出现灰白色沉淀，该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究：
【提出假设】
假设一：可能含有氯化镁
假设二：可能含有镁粉
假设三：可能含有氢氧化镁
【查阅资料】①镁可与热水反应生成氢氧化镁；②氢氧化镁在水中溶解度很小，水溶液呈弱碱性。
【设计并进行实验】各取少量灰白色沉淀加入2支试管中，进行如下实验：
编号
实验操作
实验现象
实验1
加入一定温度的蒸馏水、搅拌
沉淀未见减少
实验2
加入适量稀盐酸
沉淀全部溶解，没有气泡产生
【得出结论】根据实验2现象，说明假设
?????不成立。
【实验思考】（1）如果假设三成立，请写出实验2中发生的反应方程式：________。
（2）实验后同学们请教老师得知，灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁(Mg(OH)2·MgCl2)，碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。为了验证试管中的灰白色沉淀中含有碱式氯化镁，小米把灰白色沉淀放进试管进行加热，并在试管口放一张湿润的石蕊试纸。如果灰白色沉淀中含有碱式氯化镁，则小米将看到的现象是________。
（3）镁与稀盐酸反应究竟是一个怎样的过程呢？
小组同学进行了如下实验：在小烧杯中加入一定量的稀盐酸和去除氧化膜的镁带，测量溶液pH的变化，并观察实验现象。结果如下表：
根据表中信息，请你说说溶液pH值出现这样变化的原因：________。
时间/min
0
2
4
8
12
16
20
24
溶液pH
2.0
5.3
7.0
8.6
9.3
9.8
10.0
10.0
实验现象
镁带溶解较快，产生大量气泡，试管温度升高，无沉淀生成
镁带缓慢溶解，产生气泡速率减慢，溶液变浑浊，烧杯底部有灰白色沉淀
1.X、R表示两种金属，在溶液中发生反应：X+3RNO3=3R+X(NO3)3。下列说法不正确的是(???
)
A.该反应是置换反应??
??B.若是Al，R是Ag，则反应后溶液质量减少
C.X可能是Fe，R可能是Cu??????D.X的金属活动性比R强
2.将等质量的锌粉和铁粉,分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀盐酸中,生成氢气质量(m)随反应时间(t)的变化曲线如图所示,请回答下列问题。对于该图象的理解下列说法正确是（?）
①A表示锌和稀盐酸的反应曲线?????
②反应结束后两种金属一定都有剩余
③反应结束后稀硫酸都没有剩余?????
④反应结束后消耗两种金属的质量相等
⑤反应结束后所得溶液质量相等。
A.?①②?????B.?①③⑤????C.?①③?????D.?②③
3.
将砂纸打磨过的铝丝插入硫酸铜溶液中，经研究发现该反应的微观示意图如图所示(图中微粒未完全画出)，则下列说法中不正确的是（
???）
A.硫酸铜溶液中含有的微粒是Cu2+、SO42?
B.反应过程实际是金属铝与铜离子的反应，硫酸根离子反应前后没有改变
C.反应的实质是Al失电子生成Al3+、Cu2+得电子生成Cu
D.硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与Cu2+有关
4.某电镀厂排放的污水中含有CuSO4、FeSO4和ZnSO4，为减少水污染及节约成本，回收重要物质硫酸锌、金属铁和铜，设计如图所示流程．
下列说法不正确的是（　　）
A．固体b为铁
B．操作①、②中玻璃棒的作用不同
C．滤液a中含有3种溶质
D．除污水外，含锌元素的有：固体a、b，滤液a、b
5.如图所示的四个图像，分别对应四种过程，其中正确的是
A.①分别向等质量Mg和Cu中加入足量等质量、等浓度的稀硫酸
B.②分别向等质量且足量的Zn中加入等质量、不同浓度的稀硫酸
C.③分别向等质量且足量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸
D.④分别向等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且足量的稀硫酸
6.为验证镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，可选用的一组物质是（　　）
A.铜、氯化亚铁溶液、氯化镁溶液?????????B.铁、铜、氯化镁溶液
C.镁、氯化铜溶液、硫酸亚铁溶液?????????D.铁、硫酸铜溶液、氯化镁溶液
7.金属在日常生活中有着广泛的用途，常见金属的活动性顺序如图：
请回答下面问题：
（1）金属活动性顺序表中的X是________元素。
（2）把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过了一会儿，观察到的现象有________，该反应的化学方程式为________。
（3）向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图所示，图中B点溶液中含有的溶质有________。
8.实验室的某一废液中含有Cu(NO3)2、NaNO3和AgNO3三种溶质。小科同学设计了如下实验方案来分离、回收废液中的金属铜和银。根据以下实验过程和现象回答问题：
（1）加入适量铜粉后，废液中发生反应的化学方程式是________。
（2）滤液D中的溶质有________。
9.金属在生产生活中应用广泛．
（1）下列金属制品的用途，利用其导电性的是________。
A．铁锅
B．铜导线
C．铝箔
D．黄金饰品
（2）合金性能优于单一金属，因而被广泛应用．焊锡（主要含锡、铅）与其组成金属相比具有________________的特性，可用于焊接电子元件；
（3）金属是一种有限资源，需要保护和回收利用．
黄铜（
铜锌合金）用作弹壳的制造．现有一批使用过的，锈迹斑斑的弹壳，处理这批弹壳可以制得硫酸锌和铜，其主要流程如下所示．
【收集资料】弹壳上的锈主要为Cu2（OH）2CO3，能与稀硫酸反应得到硫酸铜溶液；弹壳中其他杂质不溶于水、也不参加反应．（提示：E为过量的锌）
a．写出弹壳上的锈与稀硫酸反应的化学方程式______________________。
b．固体D为________．
参考答案
例1、D
例2、D
例3、C
例4、（1）托盘天平；（2）乙；（3）导管口一有气泡冒出。
1.A
2.C
3.D
4.B
5.C
6.（1）B
（2）熔点低
（3）a．Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2↑；b．锌、铜．
7.Ag；Cu2+、Zn2+、NO3﹣；Ag、Cu、Zn。
8.（1）2HCl+Mg(OH)2=MgCl2+2H2O
（2）石蕊试纸变红(石蕊试纸呈现红色)
（3）镁先与稀盐酸反应，溶液pH值升高；当盐酸消耗完，pH值显中性；接着镁就与热水应生成氢氧化镁沉淀，同时溶液pH值升高呈碱性
1.C
2.C
3.A
4.D
5.C
6.D
7.（1）Hg
（2）铝丝上附着红色固体，溶液蓝色变浅；2Al＋3CuSO4=3Cu＋Al2(SO4)3
（3）Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
8.（1）Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
（2）Fe(NO3)2、NaNO3
9.（1）B
（2）熔点低
（3）a．Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2↑；b．锌、铜．
2021-2022学年上学期浙教版科学九年级“培优提高”讲义（十一）
金属及金属材料（2）