第二节 金属的化学性质
第1课时 金属与氧气的反应 金属与酸的反应
基础主干落实
一、金属与氧气的反应
镁和铝:能在 中剧烈燃烧。
铁和铜:铁只能在 中剧烈燃烧;铜在 的条件下才能与氧气反应且不燃烧。
金:在高温条件下也不与氧气发生反应。
铝的抗腐蚀性:铝在常温下很容易跟 反应,生成一层致密的 。
【微点拨】 影响金属与氧气反应的难易和剧烈程度的三个因素:
①金属的活泼性。金属越活泼越容易反应。②氧气的浓度。氧气浓度越大,越容易反应,如金属在氧气中比在空气中反应剧烈。
③金属与氧气的接触面积。金属与氧气的接触面积越大,越容易反应,如粉末状的金属比块状的金属反应剧烈。
二、金属与稀酸的反应
1.锌与稀酸反应:
(1)现象:反应较剧烈,有 产生。
(2)锌与稀盐酸、稀硫酸反应的化学方程式: 、 。
2.铁与稀酸反应:
(1)现象:反应较缓慢,有 产生,溶液由无色变为 色。
(2)铁与稀盐酸、稀硫酸反应的化学方程式:
、 。
3.铜与稀酸不反应,无明显现象。
【微点拨】 ①铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁的化合价为+2价。含有亚铁离子的溶液为浅绿色;
②酸的种类、浓度及金属表面积、温度等因素也会影响金属与酸反应的剧烈程度,设计实验判断金属的活动性强弱时应注意控制变量。
三、金属活动性顺序
1.内容:
2.应用:
在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,其活动性就越 ;排在氢 的金属能与酸反应放出氢气,而排在 的金属不能与酸
反应放出氢气。
3.置换反应:
与 反应,生成 与 的反应。表达式:A+BC→AC+B。
【微点拨】 置换反应中一定有元素化合价发生变化。
【易错辨析】 判断下列说法是否正确。
(1)金属原子容易失去最外层电子,所以化学性质活泼。 (√)
(2)铝比铁更容易与氧气反应,所以铝比铁在空气中更容易被腐蚀。 (×)
(3)铁、铜、锌都能与稀硫酸和盐酸反应。(×)
重点案例探析
考点一金属与酸及氧气的反应
【典例1】金属制品在日常生活中应用广泛,下列有关金属的性质描述正确的是 ( )
A.铝具有很好的抗腐蚀性,因为铝不与空气中的氧气反应
B.金属都能与酸反应,置换出氢气
C.铜制品不易被腐蚀是因为铜的化学性质不活泼
D.铁可与稀盐酸反应生成氢气,同时有FeCl3生成
【借题发挥】 判断下列说法是否正确
E.所有金属在高温下都能与氧气反应 (×)
F.锌片与盐酸反应比铁丝与盐酸反应更剧烈 (√)
G.镁在常温时能与空气中的氧气反应 (√)
【方法点拨】 金属的化学性质
1.金属与氧气反应:
(1)条件: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。
(2)规律:金属+氧气→金属氧化物。
2.金属与盐酸、稀硫酸反应:
(1)条件:活泼金属。金属与酸反应的难易和剧烈程度不同,也是由于金属的活泼性不同,金属越活泼,与酸反应越剧烈。
(2)规律:活泼金属+酸→盐+氢气。
考点二解答金属与酸反应坐标题的方法
【典例2】 (2023秋·泰安期末)相同质量的镁、铁、锌三种金属,分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应,生成氢气的质量与反应时间关系如图,分析图像判断,下列说法正确的是 ( )
A.金属锌反应最先完成
B.金属锌的活动性最强
C.金属镁生成氢气质量最多
D.金属铁消耗稀硫酸质量最多
【变式训练】
(2023·广西中考)向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末,同时加入质量分数相同的100 g稀盐酸,充分反应。反应的有关图像错误的是 ( )
素养分层评价
【A层 基础练】
1.下列物质在一定条件下能与氧气反应,且生成物是黑色固体的一组是 ( )
①Mg ②Al ③Fe ④Au ⑤Cu
A.①和③ B.只有③ C.③④⑤ D.③和⑤
2.(2023秋·淄博桓台质检)金属—空气电池是以金属为燃料,与空气中的氧气发生反应产生电能的一种特殊燃料电池,锂空气电池有望冲破电动车续航瓶颈。下列关于金属与氧气反应的说法正确的是 ( )
A.红热的细铁丝在空气中能燃烧
B.各种金属在高温下都能与氧气反应
C.在较高温度下能与氧气反应的金属,在常温下也能与氧气反应
D.根据金属与氧气反应的难易程度,可以初步比较一些金属的活动性
3.一般地说,金属越活泼,冶炼越困难,人类使用该金属的时间就越迟。如图为铁、铜、钠、锌四种金属的最早冶炼历史年代,则甲代表的金属是 ( )
A.铁 B.铜 C.钠 D.锌
4.(2023秋·淄博张店区期末)下列属于置换反应的是 ( )
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
C.3Fe+4H2OFe3O4+4H2
D.Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O
5.(2023秋·淄博淄川区期中)取一段金属镁放入盛有稀盐酸的试管中,下列描述不正确的是 ( )
A.反应后试管中溶液质量减少
B.镁原子失去电子变成阳离子
C.剧烈反应,有大量气泡生成
D.氢离子获得电子变为氢原子
6.(2023·青岛中考改编)锰(Mn)在钢铁、电池等领域有广泛应用,其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测,不合理的是 ( )
A.能在氧气中燃烧
B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能与稀盐酸反应
D.相同状态时与等浓度盐酸反应剧烈程度:Mn>Fe
7.向装有等量的同种盐酸的四支试管中,分别随机加入相同规格的Mg、Fe、Cu、Ag片,甲和丙均有气泡产生,且丙更剧烈,乙和丁无明显现象(如图)。则甲中放置的是 ( )
A.Mg B.Fe C.Cu D.Ag
8.(2023秋·淄博博山区质检)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。下列关于金、银、铜三种金属的说法,错误的是 ( )
A.金、银、铜都属于金属活动性顺序表中的氢后金属
B.“真金不怕火炼”说明金的化学性质很稳定
C.黄铜(铜、锌合金)貌似黄金,可用稀盐酸鉴别其真伪
D.三种金属与氧气化合的能力:金>银>铜
9.废旧计算机的某些部件中含有Zn、 Fe、Ag、Cu等金属,经物理方法初步处理后,与足量的稀盐酸充分反应,过滤,剩余的固体中不应有的金属是( )
A.Ag、Cu B.Ag C.Zn、 Fe D.Cu
10.(2023·自贡中考)现有体积大小相同的三种金属X、Y、Z,分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是( )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y
C.Y>Z>X D.Z>Y>X
11.如图是取大小形状相同的Mg、Zn、Fe、Cu四种金属与相同浓度的稀盐酸反应状况的示意图。仔细观察并结合所学的知识回答下列问题:
(1)图中显示有三种金属能与稀盐酸反应,其共同的反应现象是 ,其中反应速率最快的是 ,请写出它与盐酸反应的化学方程式 。
(2)某兴趣小组的同学为了探究哪些因素可以影响金属与酸溶液反应的速率设计并进行了如下实验:
序号 实验过程 实验现象
① 铁粉和铁片分别与10%盐酸反应 铁粉产生气体的速率快
② 铁片分别与5%的盐酸和10%的盐酸反应 10%盐酸产生气体的速率快
通过上述实验,小组同学得出了影响金属与酸溶液反应速率的因素有 ;此外,同学们提出影响金属与酸溶液反应速率的因素还可能有 。
【B层 能力练】
12.(2023秋·淄博桓台县期末)将4 g不纯的金属Fe投入足量的稀盐酸中,完全反应后共生成氢气0.2 g,则该金属中的杂质可能是( )
A.C B.Cu C.Zn D.Mg
13.(2023·河北中考)向盛有a g铜锌混合物的烧杯中加入稀硫酸,该过程中剩余固体与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.M点时,溶液中的溶质只有ZnSO4
B.N点时,生成气体的总质量达到最大
C.N→P过程中,溶液的pH逐渐增大
D.该铜锌混合物中锌的质量为(a-b) g
14.(2023·泸州中考)如表为某核心期刊刊文中氢气制备对比实验的数据(将锌粒压成薄锌片增大了表面积)。下列不能由实验得出的结论是 ( )
编号 20 mL硫酸的质量分数 1 g锌的形状 0~3 min产生氢气体积(mL)
① 20% 锌粒 31.7
② 20% 薄锌片 50.9
③ 30% 锌粒 61.7
④ 30% 薄锌片 79.9
A.Zn是金属活动性顺序表中氢前金属
B.锌粒产生氢气的体积总是比薄锌片少
C.增大硫酸的质量分数能加快产生氢气
D.增大锌与酸的接触面积能加快产生氢气
15.(2023秋·潍坊质检)2022年版《义务教育化学课程标准》中要求,培养学生的科学态度与责任的核心素养。学生在学校化学实验室尝试从废旧电子产品中提炼贵重金属(金、铂),并得到硫酸铜溶液。其操作流程如图所示:
(1)图中“操作”的名称是 。
(2)粗铜中贵重金属(金、铂)不与酸反应的原因是 。
(3)写出步骤①发生反应的化学方程式: (任写一种);该反应的基本反应类型为 。
(4)步骤②发生反应的化学方程式为2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2X,则未知物质X的化学式是 。 第二节 金属的化学性质
第1课时 金属与氧气的反应 金属与酸的反应
基础主干落实
一、金属与氧气的反应
镁和铝:能在 氧气 中剧烈燃烧。
铁和铜:铁只能在 氧气 中剧烈燃烧;铜在 加热 的条件下才能与氧气反应且不燃烧。
金:在高温条件下也不与氧气发生反应。
铝的抗腐蚀性:铝在常温下很容易跟 氧气 反应,生成一层致密的 氧化物薄膜 。
【微点拨】 影响金属与氧气反应的难易和剧烈程度的三个因素:
①金属的活泼性。金属越活泼越容易反应。②氧气的浓度。氧气浓度越大,越容易反应,如金属在氧气中比在空气中反应剧烈。
③金属与氧气的接触面积。金属与氧气的接触面积越大,越容易反应,如粉末状的金属比块状的金属反应剧烈。
二、金属与稀酸的反应
1.锌与稀酸反应:
(1)现象:反应较剧烈,有 气泡 产生。
(2)锌与稀盐酸、稀硫酸反应的化学方程式: Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ 、 Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 。
2.铁与稀酸反应:
(1)现象:反应较缓慢,有 气泡 产生,溶液由无色变为 浅绿 色。
(2)铁与稀盐酸、稀硫酸反应的化学方程式:
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ 、 Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ 。
3.铜与稀酸不反应,无明显现象。
【微点拨】 ①铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁的化合价为+2价。含有亚铁离子的溶液为浅绿色;
②酸的种类、浓度及金属表面积、温度等因素也会影响金属与酸反应的剧烈程度,设计实验判断金属的活动性强弱时应注意控制变量。
三、金属活动性顺序
1.内容:
2.应用:
在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,其活动性就越 强 ;排在氢 前面 的金属能与酸反应放出氢气,而排在 氢后面 的金属不能与酸
反应放出氢气。
3.置换反应:
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 的反应。表达式:A+BC→AC+B。
【微点拨】 置换反应中一定有元素化合价发生变化。
【易错辨析】 判断下列说法是否正确。
(1)金属原子容易失去最外层电子,所以化学性质活泼。 (√)
(2)铝比铁更容易与氧气反应,所以铝比铁在空气中更容易被腐蚀。 (×)
(3)铁、铜、锌都能与稀硫酸和盐酸反应。(×)
重点案例探析
考点一金属与酸及氧气的反应
【典例1】金属制品在日常生活中应用广泛,下列有关金属的性质描述正确的是 (C)
A.铝具有很好的抗腐蚀性,因为铝不与空气中的氧气反应
B.金属都能与酸反应,置换出氢气
C.铜制品不易被腐蚀是因为铜的化学性质不活泼
D.铁可与稀盐酸反应生成氢气,同时有FeCl3生成
【借题发挥】 判断下列说法是否正确
E.所有金属在高温下都能与氧气反应 (×)
F.锌片与盐酸反应比铁丝与盐酸反应更剧烈 (√)
G.镁在常温时能与空气中的氧气反应 (√)
【方法点拨】 金属的化学性质
1.金属与氧气反应:
(1)条件: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。
(2)规律:金属+氧气→金属氧化物。
2.金属与盐酸、稀硫酸反应:
(1)条件:活泼金属。金属与酸反应的难易和剧烈程度不同,也是由于金属的活泼性不同,金属越活泼,与酸反应越剧烈。
(2)规律:活泼金属+酸→盐+氢气。
考点二解答金属与酸反应坐标题的方法
【典例2】 (2023秋·泰安期末)相同质量的镁、铁、锌三种金属,分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应,生成氢气的质量与反应时间关系如图,分析图像判断,下列说法正确的是 (C)
A.金属锌反应最先完成
B.金属锌的活动性最强
C.金属镁生成氢气质量最多
D.金属铁消耗稀硫酸质量最多
【变式训练】
(2023·广西中考)向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末,同时加入质量分数相同的100 g稀盐酸,充分反应。反应的有关图像错误的是 (D)
素养分层评价
【A层 基础练】
1.下列物质在一定条件下能与氧气反应,且生成物是黑色固体的一组是 (D)
①Mg ②Al ③Fe ④Au ⑤Cu
A.①和③ B.只有③ C.③④⑤ D.③和⑤
2.(2023秋·淄博桓台质检)金属—空气电池是以金属为燃料,与空气中的氧气发生反应产生电能的一种特殊燃料电池,锂空气电池有望冲破电动车续航瓶颈。下列关于金属与氧气反应的说法正确的是 (D)
A.红热的细铁丝在空气中能燃烧
B.各种金属在高温下都能与氧气反应
C.在较高温度下能与氧气反应的金属,在常温下也能与氧气反应
D.根据金属与氧气反应的难易程度,可以初步比较一些金属的活动性
3.一般地说,金属越活泼,冶炼越困难,人类使用该金属的时间就越迟。如图为铁、铜、钠、锌四种金属的最早冶炼历史年代,则甲代表的金属是 (B)
A.铁 B.铜 C.钠 D.锌
4.(2023秋·淄博张店区期末)下列属于置换反应的是 (C)
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
C.3Fe+4H2OFe3O4+4H2
D.Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O
5.(2023秋·淄博淄川区期中)取一段金属镁放入盛有稀盐酸的试管中,下列描述不正确的是 (A)
A.反应后试管中溶液质量减少
B.镁原子失去电子变成阳离子
C.剧烈反应,有大量气泡生成
D.氢离子获得电子变为氢原子
6.(2023·青岛中考改编)锰(Mn)在钢铁、电池等领域有广泛应用,其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测,不合理的是 (B)
A.能在氧气中燃烧
B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能与稀盐酸反应
D.相同状态时与等浓度盐酸反应剧烈程度:Mn>Fe
7.向装有等量的同种盐酸的四支试管中,分别随机加入相同规格的Mg、Fe、Cu、Ag片,甲和丙均有气泡产生,且丙更剧烈,乙和丁无明显现象(如图)。则甲中放置的是 (B)
A.Mg B.Fe C.Cu D.Ag
8.(2023秋·淄博博山区质检)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。下列关于金、银、铜三种金属的说法,错误的是 (D)
A.金、银、铜都属于金属活动性顺序表中的氢后金属
B.“真金不怕火炼”说明金的化学性质很稳定
C.黄铜(铜、锌合金)貌似黄金,可用稀盐酸鉴别其真伪
D.三种金属与氧气化合的能力:金>银>铜
9.废旧计算机的某些部件中含有Zn、 Fe、Ag、Cu等金属,经物理方法初步处理后,与足量的稀盐酸充分反应,过滤,剩余的固体中不应有的金属是(C)
A.Ag、Cu B.Ag C.Zn、 Fe D.Cu
10.(2023·自贡中考)现有体积大小相同的三种金属X、Y、Z,分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是(D)
A.X>Y>Z B.X>Z>Y
C.Y>Z>X D.Z>Y>X
11.如图是取大小形状相同的Mg、Zn、Fe、Cu四种金属与相同浓度的稀盐酸反应状况的示意图。仔细观察并结合所学的知识回答下列问题:
(1)图中显示有三种金属能与稀盐酸反应,其共同的反应现象是 有气泡产生 ,其中反应速率最快的是 镁 ,请写出它与盐酸反应的化学方程式 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 。
(2)某兴趣小组的同学为了探究哪些因素可以影响金属与酸溶液反应的速率设计并进行了如下实验:
序号 实验过程 实验现象
① 铁粉和铁片分别与10%盐酸反应 铁粉产生气体的速率快
② 铁片分别与5%的盐酸和10%的盐酸反应 10%盐酸产生气体的速率快
通过上述实验,小组同学得出了影响金属与酸溶液反应速率的因素有 金属与酸的接触面积、酸溶液的浓度 ;此外,同学们提出影响金属与酸溶液反应速率的因素还可能有 温度 。
【B层 能力练】
12.(2023秋·淄博桓台县期末)将4 g不纯的金属Fe投入足量的稀盐酸中,完全反应后共生成氢气0.2 g,则该金属中的杂质可能是(D)
A.C B.Cu C.Zn D.Mg
13.(2023·河北中考)向盛有a g铜锌混合物的烧杯中加入稀硫酸,该过程中剩余固体与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法错误的是 (C)
A.M点时,溶液中的溶质只有ZnSO4
B.N点时,生成气体的总质量达到最大
C.N→P过程中,溶液的pH逐渐增大
D.该铜锌混合物中锌的质量为(a-b) g
14.(2023·泸州中考)如表为某核心期刊刊文中氢气制备对比实验的数据(将锌粒压成薄锌片增大了表面积)。下列不能由实验得出的结论是 (B)
编号 20 mL硫酸的质量分数 1 g锌的形状 0~3 min产生氢气体积(mL)
① 20% 锌粒 31.7
② 20% 薄锌片 50.9
③ 30% 锌粒 61.7
④ 30% 薄锌片 79.9
A.Zn是金属活动性顺序表中氢前金属
B.锌粒产生氢气的体积总是比薄锌片少
C.增大硫酸的质量分数能加快产生氢气
D.增大锌与酸的接触面积能加快产生氢气
15.(2023秋·潍坊质检)2022年版《义务教育化学课程标准》中要求,培养学生的科学态度与责任的核心素养。学生在学校化学实验室尝试从废旧电子产品中提炼贵重金属(金、铂),并得到硫酸铜溶液。其操作流程如图所示:
(1)图中“操作”的名称是 过滤 。
(2)粗铜中贵重金属(金、铂)不与酸反应的原因是 金属活动性顺序表中排在氢的后面,不活泼 。
(3)写出步骤①发生反应的化学方程式: Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑[或2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑] (任写一种);该反应的基本反应类型为 置换反应 。
(4)步骤②发生反应的化学方程式为2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2X,则未知物质X的化学式是 H2O 。
训练升级,请使用“10分钟课时加分练”P147
