第2节 金属的化学性质
第1课时 金属与氧气、酸的反应
01 知识管理)
1．金属与氧气反应
(1)镁与氧气反应
现 象：在空气中能被点燃，发出耀眼的__白光__；
化学方程式：__2Mg＋O22MgO__。
(2)铜与氧气反应
现 象：铜在空气中不能被点燃，加热生成__黑色__的物质。
化学方程式：__2Cu＋O22CuO__。
结 论：有些金属能在氧气中燃烧，有些金属不能燃烧。
注 意：金属铝表面易生成一层致密的氧化铝保护膜，洗涤铝制容器时，不能用钢丝球擦洗，以免破坏氧化膜。通过金属与氧气反应的条件，来判断金属活动性强弱。反应条件分为：常温、加热、高温，反应条件越容易说明金属活动性越强。
2．金属与盐酸、稀硫酸反应
反应特性：金属＋酸→盐＋H2↑。
(1)铝与稀盐酸反应
现 象：反应较剧烈，产生大量气泡，放出热量；
化学方程式：2Al＋6HCl===__2AlCl3＋3H2↑__。
(2)镁或锌与稀盐酸或稀硫酸反应
现 象：__金属表面都有气泡产生__；
化学方程式：Mg＋H2SO4===__MgSO4＋H2↑__；
Zn＋2HCl===__ZnCl2＋H2↑__。
结 论：能跟酸反应并产生氢气的金属，是较活泼的金属。
(3)铜与稀盐酸或稀硫酸反应
现 象：__没有明显现象__。
3．置换反应
定 义：由一种__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。
特 征：反应物和生成物都是一种__单质__和一种化合物。
通 式：A＋BC===AC＋B。
注 意：判定某化学反应是不是置换反应，要着眼于反应物和生成物的种类是否都是两种，且均为“一种单质和一种化合物”。置换反应中一定有元素的化合价发生变化。
02 基础题)
1．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(D)
A．铝不易发生化学反应
B．铝的氧化物容易发生化学反应
C．铝不易被氧化
D．铝易被氧化，但氧化铝具有保护内部铝的作用
2．下列金属在一定条件下能与氧气反应，且生成物为黑色固体的一组是(D)
①Mg ②Al ③Fe ④Au ⑤Cu
A．①和③ B．只有③ C．③④⑤ D．③和⑤
3．(郴州中考)下列金属单质不能与稀盐酸反应放出氢气的是(A)
A．Cu B．Zn C．Mg D．Fe
4．(温州中考)钛(Ti)是一种广泛应用于航空、航天等领域的重要金属。工业上制钛的化学方程式为：TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2 ，该反应属于(C)
A．化合反应 B．分解反应
C．置换反应 D．复分解反应
5．下列关于金属与氧气反应的说法中正确的是(B)
A．红热的铁丝在空气中能燃烧
B．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
C．各种金属在常温下都能与氧气反应
D．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
6．每到冬天，市场上便有一种“热宝”出售，它是一个装有化学药品的小袋。使用时，撕去它的保护膜贴在身体上，不久便会产生热量。已知小袋中装有铁粉、碳粉和少量氯化钠。
(1)取小袋内物质，加入稀盐酸中，发生反应的化学方程式为__Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑__。
(2)将袋内物质放在足量O2中燃烧，写出反应的化学方程式：①__C＋O2CO2__；②__3Fe＋2O2Fe3O4__。
03 中档题)
7．(贵州中考)关于下列实验现象，描述错误的是(A)
A．光亮的铜丝放入稀硫酸中，溶液变为蓝色，产生大量气泡
B．镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体
C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
D．氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热
8．将几粒锌粒浸入到稀硫酸中，下列叙述中正确的是(A)
①锌粒表面产生气泡 ②不会发生反应
③锌粒的质量减轻 ④液体的质量减轻
A．①③ B．①④ C．② D．①③④
9．下列叙述正确的是(C)
A．锌、铜等金属能置换出酸中的氢气
B．能生成单质和化合物的反应是置换反应
C．不能用金属铜与稀硫酸反应制取氢气
D．可用盐酸除去铝粉中的锌粉
10．(金华中考)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(B)
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
11．将足量的稀盐酸加入一定量的锌、铜混合物中，写出其中反应的化学方程式__Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑__。下图是实验过程生成气体或剩余固体的质量随反应时间的变化关系图，其中表示正确的是__A、C__(填选项)。
04 拓展题)
12．(杭州中考)小明把过量锌粒加入有盐酸的试管中，发现随着反应的进行，产生气体的速度逐渐加快，一段时间后逐渐减慢，最后停止产生气体。在反应过程中，溶液的温度也先随之升高，最后下降到室温。于是，小明设计实验来探究“一定质量的某种金属和同体积盐酸反应快慢的影响因素”。测得实验数据如下：
某金属与同体积盐酸溶液反应实验数据表
盐酸溶
液浓度
反应开始时酸
溶液的温度
反应开始到2分钟
产生的气体体积
反应结束共产
生气体体积
5%
20 ℃
10毫升
60毫升
10%
20 ℃
19毫升
118毫升
15%
20 ℃
28毫升
175毫升
5%
35 ℃
28毫升
60毫升
10%
35 ℃
72毫升
118毫升
15%
35 ℃
103毫升
175毫升
(1)分析实验数据得出：一定质量的某种金属和同体积盐酸反应，影响金属和酸反应快慢的主要因素有__盐酸溶液的浓度、反应时溶液温度__。
(2)可以通过比较__反应开始到2分钟内产生的气体体积(或相同时间内产生的气体体积)__的实验数据来确定金属和酸反应的快慢。
(3)过量锌粒加入盐酸中，反应开始的一段时间，反应速率逐渐加快，而不是逐渐减慢。请分析原因：__温度对反应速率的影响大于盐酸溶液浓度对反应速率的影响__。
13．(台州中考)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与稀盐酸反应，产生氢气质量和反应时间关系如图所示。在0～t1时间段内，铝箔表面看不到明显的气泡，原因是
__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__。
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__稀盐酸的溶质质量分数在反应中逐渐降低__。
(2)为进一步测量铝箔中单质铝的质量分数，小柯取1.9克铝箔样品与50.0克稀盐酸充分反应(2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑)，铝箔完全溶解后剩余溶液的总质量为51.7克。计算样品中单质铝的质量分数。
解：生成氢气的质量：1.9克＋50克－51.7克＝0.2克
设生成0.2克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克
＝ x＝1.8克
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%。
第2课时 金属的活动性顺序
01 知识管理)
1．比较铁与铜、铜与银的化学活动性
(1)铁与硫酸铜溶液反应
现 象：铁的表面有一层__红色__物质出现，溶液由蓝色逐渐变为__浅绿__色。
化学方程式：__CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu__。
结 论：__铁比铜活泼__。
(2)铜与硝酸银溶液反应
现 象：铜的表面有一层__银白色__物质出现，溶液由无色逐渐变为__蓝__色。
化学方程式：__2AgNO3＋Cu===Cu(NO3)2＋2Ag__。
结 论：__铜比银活泼__。
2．金属的活动性顺序
顺 序：K Ca __Na__ Mg Al Zn __Fe__ Sn Pb __(H)__ Cu __Hg__ Ag Pt
Au
注 意：(1)金属活动性顺序表可采用“五元素一句”的方法记忆：钾钙钠镁铝，锌铁锡铅(氢)，铜汞银铂金；也可采用“谐音”记法：“嫁给那美女，新铁衣嫌轻，统供一百斤”。(2)按金属活动性顺序，一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来，排在氢前面的金属可以把酸里的氢置换出来。这些反应都是置换反应。
3．湿法炼铜
原 理：先用硫酸将铜矿中的__铜__转变成可溶性的__硫酸铜__，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。
02 基础题)
1．下列金属活动性最强的是(D)
A．Cu B．Zn C．Fe D．Mg
2．(湖州中考)某电镀厂的电镀液中含有金盐，为了回收其中的金元素，技术人员制作了如图的“吸金球”。“吸金球”是装入一些“吸金”物质的纱袋。把“吸金球”浸入电镀液，能“吸”出盐溶液中的金。据上所述，“吸金球”中的“吸金”物质可能是(C)
A．活性炭(C)
B．磁石(主要成分是Fe3O4)
C．铁屑(Fe)
D．胆矾(CuSO4.5H2O)
3．(成都中考)下图所示反应，有关说法错误的是(D)
A．铝丝需要砂纸打磨
B．溶液由蓝色变为无色
C．金属活动性强弱：Al＞Cu
D．反应的化学方程式为：Al＋CuSO4===Cu＋AlSO4
4．有X、Y、Z三种金属，根据下列有关化学反应方程式可知，三种金属的活动性顺序是(A)
①Z＋YSO4===Y＋ZSO4；②X＋YSO4===Y＋XSO4；③Z＋H2SO4(稀)===ZSO4＋H2↑；④X与硫酸不反应
A．Z＞X＞Y B．X＞Z＞Y
C．Z＞Y＞X D．Y＞X＞Z
5．(广州中考)将铜丝插入下列溶液中，有明显现象的是(B)
A．HCl溶液 B．AgNO3溶液
C．MgSO4溶液 D．Ba(OH)2溶液
6．实验室的废酸液不能直接倒入下水道，是因为__会腐蚀金属管道__，工厂师傅在切割钢板时，常用硫酸铜溶液画线，所画之处显红色，请猜测其中的化学原理__Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4__(写出化学方程式)，该反应类型属于__置换反应__。
7．根据金属活动性顺序，回答下列问题：
(1)写出将锌放进硫酸铜与硫酸钠的混合溶液中发生反应的化学方程式：__Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu__。
(2)将铁粉和铜粉的混合物放进稀硫酸中，可以除去其中的铁粉，写出该反应的化学方程式：__Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑__。
(3)在混有CuCl2的FeCl2溶液中加入足量的铁粉，充分反应后过滤可以得到较为纯净的FeCl2，写出该反应的化学方程式：__CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu__。
03 中档题)
8．(温州中考)现有铬、铜和银三种金属，将金属铬和银分别放入硫酸铜溶液中，观察到铬表面有红色物质析出，银表面无明显现象，则这三种金属活动性顺序由强到弱排列的是(A)
A．铬＞铜＞银 B．铜＞铬＞银
C．铬＞银＞铜 D．银＞铬＞铜
9．下列现象和事实，可用金属活动性作出合理解释的是(A)
①相同几何外形的金属镁、铝分别与相同浓度的稀盐酸反应，镁反应更剧烈，说明镁比铝的金属活动性强 ②用硫酸铜、石灰水配制农药波尔多液时，不能用铁制容器盛放 ③尽管金属的种类很多，但在自然界中，仅有少数金属(银、铂、金)以单质形式存在
④金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝的金属性强
A．①②③ B．①②
C．③④ D．①②③④
10．(温州中考)为了验证“Fe，Cu，Ag三种金属的活动性由强到弱”，小明设计了如图所示的实验，其中可以达到实验目的的组合是(C)
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
11．(杭州中考)在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜)，往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条，现察到如下现象：
①镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质，经检验发现生成的固体物质中有单质银 ②镁条表面有明显的气泡现象，经检验发现气泡中有氢气
对于上述实验现象的分析错误的是(C)
A．镁能从硝酸银溶液中置换出银
B．镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气
C．镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3＋Mg===Mg(NO3)2＋2Ag
D．根据该实验可判断镁比银化学活动性强
12．(丽水中考)往一定量的氯化铜溶液中加入过量的锌粒，如图是反应过程中某物质的质量随加入锌粒的质量变化关系，则这种物质不可能是(B)
A．生成的铜
B．溶液中的水
C．生成的氯化锌
D．参加反应的氯化铜
13．(绍兴中考) 下列图像不能正确反映对应变化关系的是(A)
A．向一定量的AgNO3和Zn(NO3)2混合溶液中加入铁粉
B．向等质量的锌粉和铁粉中，分别加入相同质量分数的稀盐酸
C．常温下，向硝酸钾的不饱和溶液中加入硝酸钾晶体
D．向一定量的稀盐酸中加入过量的NaOH溶液
14．(温州中考)运用酸、碱、盐的性质可以解决工业生产中的许多问题。
(1)工业上常选用__稀盐酸(稀硫酸)__来除去铁锈(写出一种具体物质)。
(2)某工厂向含有AgNO3、Cu(NO3)2的废水中加入一定量的锌粉(Zn)以回收金属，充分反应后，得到的金属组成可能有哪几种情况？__Ag；Ag和Cu；Ag、Cu和Zn__。
04 拓展题)
15．(贺州中考)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__Hg__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__铝丝上附着红色固体，溶液蓝色变浅__，该反应的化学方程式为__2Al＋3CuSO4===3Cu＋Al2(SO4)3__。
(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__Cu(NO3)2、Zn(NO3)2__。
第3课时 防止金属腐蚀的常用方法
01 知识管理)
金属的锈蚀——铁生锈条件的探究
实验装置：
实验要点：如图所示试管B中的水必须是经煮沸迅速冷却的蒸馏水，目的是除去水中__溶解的氧气__，且要在试管口塞紧橡胶塞；试管C中应放入干燥剂，吸收空气中的__水蒸气__。
实验现象：一周后，__A__中铁钉生锈，在水面附近处锈蚀最严重，B、C试管中的铁钉没有生锈。
实验分析：A试管中的铁钉同时跟__氧气和水__接触而生锈；B试管中的铁钉只与__水__接触不生锈；C试管中的铁钉只与__干燥的空气__接触不生锈。
实验结论：铁与__水__、__氧气__接触发生化学反应而生锈。
实验拓展：铁若遇酸、食盐溶液等会使其锈蚀速率加快。根据金属锈蚀的条件，采取了__涂油漆__、__抹油__、__保持金属制品干燥__等一系列措施以防止金属生锈。
注 意：影响铁锈蚀速率的因素主要有：铁的纯度、氧气浓度、空气湿度、环境温度、酸性溶液和盐溶液等。
02 基础题)
1．铁锈是(D)
A．氧化铁 B．含铁化合物
C．氧化亚铁 D．混合物，主要是氧化铁
2．(玉林中考)下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是(B)
A．在稀盐酸中 B．在潮湿的空气中
C．在干燥的空气中 D．浸没在植物油中
3．在铁制品上连接比铁活泼的金属是防止铁生锈的方法之一。下列金属可行的是(D)
A．银 B．铅 C．铜 D．锌
4．(扬州中考)为了减缓铁制品的锈蚀，下列做法不当的是(C)
A．在车船的表面喷涂油漆
B．将使用后的菜刀用布擦干
C．洗净铁制品表面的油膜
D．在铁制品表面镀上一层锌
5．下列关于金属资源的说法中，不正确的是(B)
A．自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余大多数都以化合物形式存在
B．自然界中的金属资源是取之不尽、用之不竭的
C．回收废旧金属的意义是节约金属资源、减少环境污染
D．合理开发矿物、寻找金属代用品是保护金属资源的有效途径
6．日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法中不能起防锈作用的是(B)
①在铁制品表面镀锌 ②在铁制品表面涂油脂 ③保留铁件表面的铁锈作保护层 ④在铁器表面刷油漆 ⑤自行车脏了用清水冲洗 ⑥用废酸液冲洗铁制污水管道 ⑦切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干
A．②⑤ B．③⑤⑥
C．①③⑦ D．②⑥⑦
7．某同学为了探究铁生锈的条件，设计了如图所示的实验，一周后发现：A、B中铁钉未生锈，C中铁钉已生锈。
(1)A中蒸馏水的上面加入一层植物油的作用是
__隔绝氧气__。
(2)由B中的现象获得的结论是__铁生锈需要水__。
(3)根据铁生锈的条件，写出一种常用的防锈方法：__在铁制品表面涂一层油漆__。
(4)铁制品表面若出现锈迹，可用一种物质将其除去，请写出有关的化学方程式：__Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O__。
03 中档题)
8．如图是探究铁制品锈蚀的条件时做的五个实验(铁钉在不同环境中)，实验一段时间后，得出的结论错误的是(D)
A．甲、乙、戊中铁钉生锈快慢的顺序为：乙＞甲＞戊
B．丙中的铁钉不生锈
C．铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触
D．丁中铁钉生锈最严重
9．下列有关铁的说法正确的是(D)
A．铁锈的主要成分是Fe3O4，铁丝燃烧的产物是Fe2O3
B．铁元素是地壳中含量最多的金属元素
C．铁锈很致密能防止铁进一步氧化
D．铁丝生锈是缓慢氧化
10．(河北中考)某同学根据铜绿的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行如图所示实验中的(B)
A．甲和乙 B．甲和丁 C．乙和丁 D．丙和丁
11．(杭州市绿城育华学校期中)金属材料在工农业生产、日常生活中有着广泛应用。
(1)铁制品锈蚀的原因主要是铁与空气中的__氧气__和水蒸气发生了化学反应；
(2)铝制品不易锈蚀的原因是铝与氧气作用，在表面形成了致密的保护膜，这种保护膜与稀硫酸反应的化学方程式是__Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O__；
(3)电池中含有铅、镍、镉、汞等金属，随意丢弃废旧电池，会造成水体和土壤污染，威胁人类健康。回收废旧电池的重要意义是__AC__；
A．节约金属资源 B．增加金属产量
C．减少环境污染
(4)对Al、Ag、Cu三种金属活动性顺序的探究，下列所选试剂组不可行的是__②__。
①Al、Ag、CuSO4溶液
②Cu、Ag、Al2(SO4)3溶液
③Cu、Al2(SO4)3溶液、AgNO3溶液
12．某化学兴趣小组进行铁生锈的实验探究活动并设计如下实验装置：
(1)打开分液漏斗，一段时间后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。铁在空气中生锈是铁与__氧气__、__水__等物质作用的结果。
(2)A、B对比说明铁生锈主要与__水__有关；B、D对比说明铁生锈的快慢与__氧气的浓度__有关。
(3)一些铁制品表面覆盖了某些涂层，不同的涂层被破坏后，铁生锈的速率不同。你认为下列__b__涂层破坏后，铁生锈的速率较快。
a．镀锌铁 b．镀锡铁
(4)一些建筑的大门刷上了一层银白色的金属，你认为该金属可能是__c__。
a．银粉 b．铜粉 c．镁粉
(5)写出一种防止铁生锈的方法__刷油漆__。
04 拓展题)
13．(台州中考)镁带在空气中放置几十天后表面变黑，有人认为这是镁与氧气反应生成的氧化镁，也有人根据铁生锈的条件，认为这是镁与水、氧气共同作用的结果。为此，小柯进行了如下探究：将如图所示的两个装置抽气，然后充入除去二氧化碳后的空气，再在两边用弹簧夹将装置密封，几十天以后观察现象。
(1)两个装置所盛放的液体分别是__浓硫酸__和水。
(2)几十天以后，两个装置中的镁带表面都未变黑，于是小柯猜想，黑色物质可能是碳和碳酸镁的混合物，如果小柯的猜想成立，那么取黑色物质加入足量的稀盐酸，会观察到哪些现象？
__有气泡产生，黑色固体部分溶解__。
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