第2节 金属的化学性质
第1课时 金属的化学性质
知识点 金属与氧气的反应
1．下列实验现象表述不正确的是( )
A．红磷在空气中燃烧，产生大量白烟
B．镁条燃烧，发出耀眼白光，生成黑色固体
C．细铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
D．在空气中加热铜片，铜片表面生成黑色固体
2．通常铝制品很耐腐蚀，其主要原因是( )
A．铝不易发生化学反应
B．铝表面致密的氧化膜阻止铝进一步氧化
C．铝在空气中不易被氧化
D．铝的氧化物容易在空气中生成铝
知识点 金属与酸的反应
3．下列物质不能由金属与酸反应直接制得的是( )
A．CuSO4
B．FeCl2
C．MgCl2
D．ZnSO4
4．为了探究影响锌与盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组设计了下列实验，下列说法正确的是( )
实验①
实验②
实验③
A.对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响
B．对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响
C．对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响
D．对比实验①和②，可研究温度对反应剧烈程度的影响
知识点 置换反应
5．下列反应中属于置换反应的是( )
A．C＋CO22CO
B．3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
C．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
D．CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
6．我国是世界上发现、利用金属锑(Sb)
( http: / / www.21cnjy.com )较早的国家之一，目前锑的产量位居世界第一。冶炼金属锑的过程中，发生的反应为：2Sb2O3＋3C4Sb＋3CO2↑。该反应的类型为( )
A．分解反应
B．化合反应
C．复分解反应
D．置换反应
7．下列化学反应中，符合图A2－2－1情景的是( )
图A2－2－1
A．C＋2CuO2Cu＋CO2↑
B．Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag
C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
D．Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
8．相同质量的M、N两种金属，分别与相同质
( http: / / www.21cnjy.com )量分数的足量稀盐酸反应(M、N在生成物中均为＋2价)，生成H2的质量和反应时间的关系如图A2－2－2所示。下列有关叙述正确的是( )
图A2－2－2
A．金属活动性：N＞M
B．生成H2的质量相等
C．相对原子质量：N＞M
D．消耗盐酸的质量相等
9．某同学将镁和金属X的混合物共2.4
g加入足量的稀硫酸，充分反应后得到0.22
g
H2，则金属X可能是( )
A．Al
B．Zn
C．Fe
D．Cu
10．置换反应是化学反应的基本类型之一，金
( http: / / www.21cnjy.com )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，非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间的置换反应规律，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
Br2＋2KI===2KBr＋I2
I2＋Na2S===2NaI＋S↓
由此可判断下列化学方程式书写错误的是________。
A．Cl2＋2NaI===2NaCl＋I2
B．I2＋2KBr===2KI＋Br2
C．Br2＋Na2S===2NaBr＋S↓
D．Cl2＋K2S===2KCl＋S↓
11．将4.0
g
Cu－Zn合金粉末放到盛有10
g稀硫酸的烧杯中，恰好完全反应。过滤、称量滤液的质量，相关实验数据如下：
反应前物质的质量/g
反应后物质的质量/g
Cu－Zn合金
稀硫酸
滤液
4.0
10
11.26
(1)Cu－Zn合金属于________(“金属”或“有机合成”)材料。
(2)若不考虑该合金中除Cu、Zn以外的其他成分，请计算原Cu－Zn合金中Zn的质量。写出必要的计算过程。
12.铝箔是现代生活中常见的包装材料，放置久了，其银白色光泽会变暗淡，故又称假银箔。
(1)小柯用放置很久的铝箔
( http: / / www.21cnjy.com )与稀盐酸反应，产生氢气的质量和反应时间的关系如图A2－2－3所示。在O～t1时间段内，铝箔表面看不到明显的气泡，原因是______________________。在t2～t3时间段产生气泡的速度逐渐放缓，直到反应停止时，铝箔还有大量剩余。t2～t3时间段产生气泡速度放缓的原因是_________________________________________。
(2)为进一步测量铝箔中单质铝的质量分
( http: / / www.21cnjy.com )数，小柯取1.9
g铝箔样品与50.0
g稀盐酸充分反应(2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑)，铝箔完全溶解后剩余溶液的总质量为51.7
g。计算样品中单质铝的质量分数。
图A2－2－3
若取相同质量的铝、镁、锌和铁四种金属中任意三种分别跟盐酸反应，
图A2－2－4
情况如图A2－2－4所示，依图回答
( http: / / www.21cnjy.com )：图中的曲线说明三种金属的质量(每种金属的质量为m
g)和稀盐酸的溶质质量(n
g)之间的关系是__________或________。(用不等式表示)
教师详答
1．B [解析]
镁条燃烧，发出耀眼白光，生成一种白色固体。
2．B [解析]
铝的化学性质比较活泼，在常温下就能与氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止铝进一步被氧化。
3．A
4．A [解析]
对比实验①和②，
( http: / / www.21cnjy.com )锌的质量相同，稀盐酸的体积相同，反应条件相同，但稀盐酸的浓度不同，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响；对比实验②和③，锌的质量相同，稀盐酸的体积相同，因锌和稀盐酸反应的条件(温度)不同，稀盐酸的浓度不同，无法研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响；对比实验②和③，锌的质量相同，稀盐酸的体积相同，但稀盐酸的浓度不同，无法研究温度对反应剧烈程度的影响；对比实验①和②，锌的质量相同，稀盐酸的体积相同，但稀盐酸的浓度不同，无法研究温度对反应剧烈程度的影响。
5．C [解析]
置换反应是化学反应的四大基
( http: / / www.21cnjy.com )本反应类型之一，是指一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应，可表示为：
A＋BC―→B＋AC。
6．D [解析]
化合物与单质反应，生成另一种化合物与另一种单质，满足置换反应的特点。
7．B
8．C [解析]
价态相同的金属与足量的酸反应，相对原子质量越大，产生的氢气质量越小，因此N的相对原子质量比M大。
9．A [解析]
设该金属全部是镁，2.4
g镁与稀硫酸反应产生氢气的质量为x，则：
Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
24
2
2．4
g
x
则＝，解得x＝0.2
g
因为收集到0.22
g
H
( http: / / www.21cnjy.com )2，所以另一种金属产生氢气的质量必须比同质量的镁产生氢气的质量多。铝产生的氢气比相同质量的镁产生的氢气多，铁、锌产生的氢气比相同质量的镁产生的氢气少，而铜不与酸反应，所以金属X可能是铝。
10．B [解析]
因为
( http: / / www.21cnjy.com )非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间的置换反应规律，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。由反应Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2可得非金属活动性Cl2＞Br2，同理可得I2＞S，Br2＞I2，故Cl2＞Br2＞I2＞S。根据非金属的活动性，I2的活动性不如Br2的强，则反应I2＋2KBr===2KI＋Br2不会发生。
11．(1)金属
(2)解：设铜锌合金中Zn的质量为x，
( http: / / www.21cnjy.com )Cu的质量为4.0
g－x，则生成氢气的质量为4.0
g＋10
g－11.26
g－(4.0
g－x)，即x－1.26
g。
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
65
2
x
x－1.26
g
＝
x＝1.3
g
答：原Cu－Zn合金中Zn的质量为1.3
g。
12．(1)铝在空气中被氧气氧化，生成一层致密的氧化铝保护膜，阻止铝与稀盐酸反应 稀盐酸的溶质质量分数在反应中逐渐降低
(2)解：生成氢气的质量为1.9
g＋50.0
g－51.7
g＝0.2
g。
设生成0.2
g氢气，需要参加反应的单质铝的质量为x。
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
54
6
x
0.2
g
＝
解得：x＝1.8
g
单质铝的质量分数：×100%≈94.7%。
答：样品中单质铝的质量分数为94.7%。
[拓展培优]
m≥ m≥第2节 金属的化学性质
第2课时 金属活动性顺序、金属的腐蚀及防护
知识点 金属活动性顺序
1．图B2－2－1中不同金属被开发利用的年代不同，从化学反应这一角度来看，决定这一年代先后顺序的关键因素是( )
图B2－2－1
A．金属的活动性
B．金属的导电性
C．金属的延展性
D．地壳中金属元素的含量
2．在金属Cu、Al、Ag、Zn中，既能与硝酸银溶液反应，又能与稀硫酸反应的是( )
A．Al、Ag、Zn
B．Al、Zn
C．Cu、Al、Zn
D．Ag、Zn
3．探究金属的活动性顺序。分析下列三个实验：
Y＋HCl——不反应 X＋H2SO4===XSO4＋H2↑
X＋Z(NO3)2——不反应
则X、Y和Z三种金属的活动性由强到弱的顺序为：______(H)________(H的位置已给出)。
知识点 金属的腐蚀及防护
4．下列环境中的金属最容易生锈的是( )
A．干燥的空气中
B．浸没在水中
C．干燥不透气的土壤中
D．潮湿的酸性土壤中
5.
“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。分析以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是( )
图B2－2－2
A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加
B．对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加
D．对比①②③可以说明铁生锈必须水和氧气同时参加
6.
下列措施中，不能防止铁制品锈蚀的是( )
A．喷漆
B．镀一层耐腐蚀的金属
C．制成不锈钢
D．存放在潮湿的空气中
7．将适量的铜粉和镁粉的混合物放入一定
( http: / / www.21cnjy.com )量的硝酸银溶液中，充分反应后过滤，得到固体物质和无色滤液，则关于滤出的固体和无色滤液的下列判断正确的是( )
A．滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含镁
B．滤出的固体中一定含有银，可能含有铜和镁
C．滤液中一定含有硝酸银和硝酸镁，一定没有硝酸铜
D．滤液中一定含有硝酸镁，一定没有硝酸银和硝酸铜
8．用三块相同的铝片(均已去除氧化膜)进行如下实验：
实验1：取第一块铝片，放入稀硫酸中，有明显的现象；
实验2：取第二块铝片，放入硫酸铜溶液中，铝片表面有红色物质析出；
实验3：取第三块铝片，放入浓硫酸中，没有明显的现象；
实验4：将实验3中的铝片取出，洗净后放入硫酸铜溶液中，没有明显的现象。
下列说法不正确的是( )
A．在实验1中可以观察到铝片表面有气泡产生
B．由实验2可以得出金属铝比铜活泼
C．铝片与浓硫酸不能发生化学反应
D．浓硫酸与稀硫酸的化学性质有差别
9．某同学设计了以下三个实验，要证明Cu、Zn、Ag的活动性顺序，必须要做的实验是( )
图B2－2－3
A．①②
B．②③
C．①③
D．①②③
10．“电子垃圾”中含有金属铜和少量贵金
( http: / / www.21cnjy.com )属金、银等，直接丢弃将严重污染环境且造成金属资源浪费。社会实践小组为回收这些金属，设计了以下操作步骤：
①分拆、灼烧：把废弃电子产品分拆后灼烧，将部分金属转化为氧化物；
②酸洗：用硝酸溶解灼烧得到的混合物，过滤，收集残渣中的金；
③回收：利用合适的金属提炼出滤液中的铜和银。
为达到分别提炼金属铜、银的目的，下列方案合理的是( )
A．用金属铁同时提炼出铜和银
B．先用金属铜提炼出银，再用金属铁提炼出铜
C．用金属铁提炼出金属铜
D．用金属铜提炼出金属银
11．锰(Mn)是不锈钢的主要添加
( http: / / www.21cnjy.com )元素之一，某化学兴趣小组为了探究金属锰，利用学到的金属活动性顺序。该小组为了解锰与铁、铜的金属活动性顺序，进行如下探究活动：
[理论依据]
通过学习金属的化学性质，他们知道，通过金属与________反应或金属与________反应可以比较金属活动性强弱。
[查阅资料]
锰是一种银白色金属，化合物中Mn元素常显＋2价。
[作出猜想]
他们根据铁的活动性比铜强，对3种金属活动性顺序作出如下猜想。
猜想一：________________________；
猜想二：铁＞铜＞锰；
猜想三：铁＞锰＞铜。
[设计实验]
为了验证猜想，同学们分成三组，分别针对一种猜想设计实验方案：
(1)第一组验证猜想一。实验方案：将锰片、铁片分别放入稀盐酸中，观察现象。
(2)第二组验证猜想二。实验方案：将锰片放入______________中，观察现象。
(3)第三组验证猜想三。实验方案：将两片锰分别放入硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液中，观察现象。
[实验结论]
各组通过实验和交流，确认猜想一是正确的。
[解释]
你认为第一组同学的实验现象应是___
( http: / / www.21cnjy.com )___________________________________；锰发生反应的化学方程式为________________________________。
第二组同学的实验现象应是____________________________________；发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
[拓展应用]
为验证猜想三，你能设计的实验是_______________________________________。
1．家用电器中常使用大量的印
( http: / / www.21cnjy.com )刷电路板，在制电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”。发生反应的化学方程式如下：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。现向盛有FeCl3溶液的烧杯中，同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是( )
A．烧杯中有铜，没有铁
B．烧杯中铜、铁都有
C．烧杯中有铁，没有铜
D．烧杯中铜、铁都没有
2．已知钠与水反应的化学方
( http: / / www.21cnjy.com )程式为：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。质量均为m
g的钠、镁、锌三种金属分别与25
g
质量分数为19.6%的稀硫酸反应。
(1)由于金属的量不确定，产生的氢气的质量
( http: / / www.21cnjy.com )大小有多种可能(不考虑镁与水的反应)，如镁、锌产生氢气的质量相同且都小于钠产生的氢气质量的情况表示为Na＞Mg＝Zn。请按以上表示，写出所有可能情况：________________________________________。
(2)试确定，当产生的氢气的质量大小为Na＞Mg＝Zn时，m的取值范围____________。
(3)m＝4.6时，Zn与酸反应产生H2的质
( http: / / www.21cnjy.com )量与金属质量(m)的关系如图B2－2－4所示。请在图中再画出钠和镁两种金属分别与酸反应产生H2的质量与金属质量(m)的关系曲线。(在图线上用元素符号注明)
图B2－2－4
教师详答
1．A [解析]
根据图中信息，金属越不活泼
( http: / / www.21cnjy.com )，被开发利用的年代越早，而金属越活泼，金属被开发利用的时间越晚，因此金属被开发和利用的时间与金属的活动性有关。
2．B [解析]
在金属活动
( http: / / www.21cnjy.com )性顺序中，Cu、Al、Ag、Zn的活动性顺序为Al＞Zn＞Cu＞Ag，既能与硝酸银溶液反应，又能与稀硫酸反应，说明该金属既在银前，又在氢前，所以为Al和Zn。
3．Z
X
(H)
Y
[解析]
Y不与盐酸反应，故Y在
( http: / / www.21cnjy.com )金属活动性顺序中位于氢后；X能与硫酸反应生成氢气，说明X在氢前；X不能将Z从其化合物的溶液中置换出来，说明Z比X活泼。
4．D [解析]
钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触，在酸性、碱性或盐的溶液等环境中，金属的锈蚀速率加快。
5．B [解析]
②③有两个变量，即氧气、水，所以无法比较。
6．D
7．D [解析]
根据金属的活动性顺序表可
( http: / / www.21cnjy.com )知，三种金属的活动性由强到弱的顺序：镁＞铜＞银，充分反应后，得到无色滤液，所以滤液中没有硝酸铜，两种金属在与盐发生置换反应时，较活泼的金属会先参与置换反应，反应结束后，不太活泼的金属再参与置换反应。
8．C [解析]
浓硫酸具有强氧化性，
( http: / / www.21cnjy.com )铝的化学性质比较活泼，将铝放入浓硫酸后，浓硫酸将铝的表面氧化成氧化铝，将内部铝与外界隔开，所以看不到明显现象。
9．A
10．B [解析]
要提炼金属铜、
( http: / / www.21cnjy.com )银，利用活动性强的金属置换活动性弱的金属，铁的活动性比铜、银都强，但铜和银两种金属都被置换出来，不易分离；应该先用金属铜提炼出银，再用金属铁提炼出铜，可以逐一分离出银和铜。
11．[理论依据]
酸溶液 盐溶液
[作出猜想]
锰＞铁＞铜(或Mn＞Fe＞Cu)
[设计实验]
硫酸铜溶液
[解释]
都有气泡产生，锰片的反
( http: / / www.21cnjy.com )应比铁片的反应剧烈 Mn＋2HCl===MnCl2＋H2↑ 锰片表面有红色物质附着 Mn＋CuSO4===MnSO4＋Cu
[拓展应用]
将锰片放入硫酸亚铁溶液中
( http: / / www.21cnjy.com )，将铜片放入硫酸锰溶液中，观察现象(或将铁片和铜片分别放入硫酸锰溶液中，观察现象，或将铁片放入硫酸锰溶液中、锰片放入硫酸铜溶液中，观察现象)
[拓展培优]
1．C [解析]
三价铁离子具有强
( http: / / www.21cnjy.com )氧化性，单质铁的还原性高于单质铜。当把铁粉和铜粉同时加入烧杯中后，铁首先被三价铁离子氧化，当铁粉反应完后铜粉才被氧化，所以不可能剩下铁而没有铜。
2．(1)Na>Mg＝Zn,
Mg＝Na>Zn,
Mg>Na>Zn
(2)m≥3.25
(3)
[解析]
(2)此种情况只有m满足Z
( http: / / www.21cnjy.com )n过量或恰好反应。得：硫酸质量＝25×19.6%＝4.9
g，得到Zn恰好与硫酸反应的质量＝3.25
g，所以m≥3.25。
