第2节金属的化学性质　专题复习与巩固训练

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第2节金属的化学性质　专题复习与巩固训练
【要点详解】
知识点1：金属与氧气的反应
1．铁、铜等金属在潮湿的空气中易与________发生复杂的化学反应。
2．在点燃或加热条件下，多数金属能和氧气发生化学反应。
比如：2Mg＋O2________
3Fe＋2O2________
2Cu＋O2________
说明①铁在潮湿的空气中易生锈，生成Fe2O3(铁锈)，而在干燥的空气中则不易生锈；其在氧气中燃烧会生成Fe3O4(黑色固体)。21世纪教育网版权所有
②铝与空气中的氧气反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜(Al2O3)，使铝制品表面变暗，并可以防止内部的铝进一步与氧气反应，起到保护作用。但酸性或碱性物质会破坏铝的氧化膜，所以不可用铝制容器盛放酸性或碱性物质。21教育网
③铜在潮湿的空气中也会生锈，铜锈[Cu2(OH)2CO3]俗称铜绿，化学名称为碱式碳酸铜。
知识点2：置换反应
置换反应是金属发生的主要反应类型。
1．定义
置换反应是指一种________和一种________发生反应，生成另外一种单质和另外一种化合物的反应。可表示为：AB＋C===AC＋B。21cnjy.com
说明:化学反应的四种基本类型为：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。
2．有金属参与的置换反应的种类
(1)金属与盐溶液之间的反应，金属可以与盐发生置换反应，如：
2Al＋3FeSO4===________＋3Fe
但并不是所有的金属都能置换出其他金属。将一根铁丝插入盛有CuSO4溶液的试管中，过一会儿发现铁丝上有铜析出，发生的反应为：www.21-cn-jy.com
Fe＋CuSO4===________＋Cu
而将铜丝插入FeSO4溶液中则不会有铁析出。根据以上反应推断，它们可能与金属的活动性有关。经过长年的研究，人们将一些常见的金属按其活动性由强到弱的顺序排列如下：21·世纪*教育网
K　Ca　Na　Mg　Al　Zn　____　Sn　Pb　(H)　____　Hg　Ag　Pt　Au
说明①排在前面的金属，其活动性比排在后面的强，可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来，这些反应都是置换反应。如Fe可以置换出Cu，反之就不可以。②盐必须是可溶的。③钾、钙、钠等活泼金属，遇水就可发生反应，所以不能与盐溶液发生置换反应。
(2)金属与酸之间的反应
金属活动性顺序中，排在____前面的金属(除钾、钙、钠外)，均可以与酸发生反应生成H2，这也是置换反应，只是各种金属反应速度有所不同。一般来说，金属活动性越强，反应越剧烈，反应速度越快。如Mg和Fe都可以与酸反应生成H2，但Mg与酸反应的反应速度要比Fe快，放出H2的速度也更快。反应的化学方程式为：
Mg＋H2SO4===________＋H2↑
Fe＋H2SO4===________＋H2↑
说明　①金属在金属活动性顺序中必须排在H元素前面，但除钾、钙、钠等活泼金属，因为它们会先与溶液中的水反应。②酸应该是非氧化性酸(HNO3、浓H2SO4等则不符合)；如果目的是制取氢气，则不能用挥发性酸(如浓盐酸)，否则会使制得的气体不纯。③Fe与非氧化性的酸反应，生成二价铁，而不是三价铁；与氧化性的酸(如硝酸)反应，生成三价铁。2-1-c-n-j-y
例1用实验比较铜、锌、银的金属活动性，最好的方法是选用下列试剂中的(　　)
A．ZnSO4溶液 B．NaOH溶液 C．稀盐酸 D．CuSO4溶液
例2某化工厂的废液中含有硝酸银、硝酸亚铁和硝酸锌。某同学取适量的上述废液样品，将一定质量的镁粉加入样品中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。请填空：
(1)若得到的滤液为浅绿色，则滤液中的溶质一定含有__________________(填写化学式，下同)，可能含有________。21·cn·jy·com
(2)若得到的滤液为无色，则滤渣中至少含有________种金属。
(3)反应后得到滤渣的质量________(填“小于”、“大于”或“等于”)反应前加入镁粉的质量。
例3金属R放入稀硫酸中，没有气泡产生，放入硫酸铜溶液中，表面有红色物质析出。下列关于R的金属活动性判断不正确的是(　　)21*cnjy*com
A．R＞Cu B．R＞Fe C．Zn＞R D．R＞Ag
知识点3：防止金属腐蚀的常用方法
1．铁在空气中锈蚀主要是铁与空气中的________、________等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应，使铁转化为铁的化合物的过程。【来源：21cnj*y.co*m】
2．钢铁锈蚀后生成铁锈，铁锈成分复杂(主要成分是________，化学式为Fe2O3)，它是一种疏松多孔的物质，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，能让水分和空气中的氧气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。【版权所有：21教育】
3．探究金属锈蚀的条件
我们用实验的方法来探索金属锈蚀的条件。取3支试管，A试管中是水和空气，B试管中是刚煮沸过的蒸馏水，C试管中是装有________(生石灰)的干燥空气，在3支试管中各放一枚铁钉，并用塞子塞紧(如图1)。
经过6～7h后，发现________试管中的铁钉严重生锈(其中又以中间部分最严重)。通过一系列的条件改变，如改变铁钉的纯度，用一块纯铁片来进行实验(如图2)，反而不易发生锈蚀现象。
说明　探索铁生锈的因素时，首先要根据生活经验进行合理猜想，使探究有方向性，其次实验中可能有多个条件影响铁生锈，当我们要研究其中的一个条件时，就采用控制变量法(除被研究的变量外，其他条件都相同且适宜)，来探索这个条件对实验结果的影响。
4．防锈三大措施：
我们已经知道了影响金属锈蚀的条件，据此采取相应防止锈蚀的措施。
(1)保护膜法——如刷油漆、涂机油、封塑料膜、电镀，目的是阻止金属与_____接触。
(2)干燥剂法——如在铁制品周围放干燥剂，目的是减少________，保持干燥。
(3)改变钢铁内部结构法——如制成不锈钢。
例4某学习小组用相同的洁净无锈的铁钉对铁制品锈蚀的条件进行探究，设计的实验如图所示，一周后观察，下列说法错误的是(　　)
A．①和②中的铁钉无明显变化，③中的铁钉明显生锈
B．②中加入的蒸馏水要事先煮沸，目的是除去水中溶解的氧气
C．③中铁钉的甲、乙、丙三处，甲处锈蚀最严重
D．探究发现铁生锈的主要条件是铁与空气和水(或水蒸气)直接接触
【易错点拨】
易错点1：金属与酸反应
例5　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
易错点2：置换反应后质量的变化情况
例6在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相等，溶质质量分数相同的稀盐酸，然后在左边烧杯中放入镁，在右边的烧杯中放入与镁质量相等的铝。待充分反应后，下列分析错误的是(　　)【来源：21·世纪·教育·网】
A．天平保持平衡，左边烧杯中，酸没有剩余，镁可能有剩余
B．天平保持平衡，右边烧杯中，酸没有剩余，铝一定有剩余
C．天平失去平衡，左边烧杯中，酸一定剩余，镁一定没剩余
D．天平失去平衡，右边烧杯中，酸可能剩余，铝一定没剩余
【综合应用】
例7某化学小组向一定量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Mg粉，充分反应后过滤得溶液A和固体B。www-2-1-cnjy-com
对滤液A所含的溶质有以下几种猜想：
①Mg(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2
②Mg(NO3)2、Cu(NO3)2
③Mg(NO3)2、AgNO3
④只有Mg(NO3)2
经过讨论大家一致认为不合理的猜想是________(填标号)，其理由是_____________　
_____。
【实验探究】若猜想④成立，通过以下实验可确定固体B的成分，请将下表填写完整。
实验步骤 现象 固体B的成分
______________ 有气泡产生 __________
【巩固提升】
1． 有A、B两种金属放入等质量分数的稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列结论合理的是(　　)【出处：21教育名师】
A．金属活动性A＞B
B．生成氢气的质量A＞B
C．反应的硫酸质量A＜B
D．反应的金属质量A＜B
2．某溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中逐渐加入一定质量的铁粉进行处理，并绘制参加反应的铁的质量与溶液中溶质种类的关系图，下列说法正确的是(　　)21教育名师原创作品
A．a点溶液中溶质为3种时，金属单质的种类也为3种
B．当溶质种类为2种时，金属单质种类可能为2种
C．a、b两点，溶液的质量相等
D．当溶质种类为1种时，金属单质种类可能为1种
3．把等质量的X、Y、Z、M四种金属分别加入到同体积、同浓度的足量稀盐酸中。再把X加入到Z(NO3)2溶液中，M加入到YNO3溶液中。反应关系如图所示。据此判断四种金属的活动性顺序为(　　)
A．Z＞X＞M＞Y B．X＞Z＞M＞Y C．X＞Z＞Y＞M D．Y＞M＞Z＞X
4．某化学兴趣小组，为了探究Ag、Zn、Cu三种金属活动性顺序，设计了如图所示的4种实验方案，请你判断其中不能达到目的的是(　　)21*cnjy*com
5．往200g FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁粉。已知反应的先后顺序和化学方程式分别为：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu。如图为加入铁粉的质量与反应后剩余固体质量关系。则下列说法不正确的是(　　)
A．B点后溶液的颜色为蓝色
B．D点对应纵坐标为6.4
C．该200g溶液中的CuCl2质量分数为6.75%
D．取DE两点间的剩余固体加入盐酸，均有气泡产生
6．铁的锈蚀对社会生产造成较大损害，但也有有利的一面，如某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉(含少量杂质，杂质既不溶于水也不溶于酸)，他们取六份样品，分别加稀硫酸反应。测得部分数据如下，请根据有关信息回答问题。2·1·c·n·j·y
实验次数 1 3 4 5 6
取样品质量(g) 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0
取稀硫酸质量(g) 30.0 90.0 120.0 150.0 180.0
产生气体质量(g) 0 a 0.3 0.5 0.6
(1)食品袋内放入“双吸剂”是为了吸收________，用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是________________________。
(2)a的数值为________。
(3)第4次实验，所得到溶液中溶质的化学式为__________。
(4)列式计算该样品中单质铁的质量分数(保留至0.1%)。
参考答案
第2节　金属的化学性质　专题复习与巩固训练
【要点详解】
知识点1：氧气　2MgO　Fe3O4　2CuO　
知识点2：单质　化合物　Al2(SO4)3 FeSO4　Fe　Cu　氢　MgSO4　FeSO4　例1　D　例2　(1)Zn (NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2　AgNO3　(2)2　(3)大于　例3　B
知识点3：氧气　水　氧化铁　干燥剂　A　空气　水分　例4　C
【易错点拨】例5　A　例6　D
【综合应用】例7　③　镁先与硝酸银反应　取固体加入盐酸　镁、铜和银
【巩固提升】1.B　2.B　3.B　4.D 5．A　6.(1)O2、H2O　增大与氧气、水分的接触面积，加快反应速率　(2)0.1　(3)Fe2(SO4)3、FeSO4　(4)该样品中单质铁的质量分数为54.2%。
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