人教版九年级下化学教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：42【基础】金属及金属的化学性质

金属及金属的化学性质（基础）

【学习目标】
1.知道常见金属的物理性质、特性及其应用；知道生铁和钢等重要合金。2.掌握铁、铝等常见金属与氧气的反应；掌握常见金属与盐酸、稀硫酸的置换反应，以及与化合物的溶液的反应。3.掌握金属的活动性顺序；能用金属的活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断。
【要点梳理】
要点一、金属材料
　 金属材料包括纯金属和它们的合金。1.几种常见的金属（1）常见的重要金属：铁铝铜锌钛锡金银等。（2）金属有许多共同的性质，如：①金属光泽；②良好导电性、导热性；③良好的延性、展性；④韧性好、能弯曲。　　/2.常见金属的特性
（1）颜色：大多为银白色，铜呈紫红色、金呈黄色；
（2）状态：常温下大多为固体，汞为液体；
（3）密度差别很大：金为19.3g/cm3，铝为2.7 g/cm3；
（4）导电性差异很大：银为100，铅仅为7.9；
（5）熔点差别大：钨为3410℃，锡仅为232℃；
（6）硬度差别大：铬为9，铅仅为1.5。
3.一些金属物理性质的比较/
4.合金知识（1）合金：是由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金是混合物，合金中至少含有一种金属。
（2）生铁（含碳量为2%～4.3%）和钢（含碳量为0.03%～2%）都是铁合金。因含碳量不同合金的性能不同，含碳量越大，硬度越大；含碳量越低，韧性越好。
（3）黄铜、青铜、焊锡、硬铝、18K黄金、18K白金、钛合金等也是常见的合金。
（4）合金的性能与组成合金的各成分的性能不同。合金的硬度比组成它们的纯金属的硬度大，合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。【要点诠释】
1.金属的用途要从不同金属的各自不同的性质以及价格、资源、美观、便利、回收等各方面考虑。如银的导电性比铜好，但电线一般用铜制而不用银制。因为铜的密度比银的密度小，价格比银低很多，资源比银丰富得多。2.合金的硬度、强度、抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属。
要点二、金属活动性顺序
常见金属的活动性顺序如下： /【要点诠释】
1.在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。2.在金属活动性顺序里，位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢。且金属的位置越靠前，它与酸反应的速率就越大。3.在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来（K、Ca、Na除外）。
要点三、置换反应
置换反应是由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。如：
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2【要点诠释】
1.置换反应可以表示为：A+BC=AC+B
2.置换反应的特征：单质+化合物=单质+化合物
（1）反应物一定是单质与化合物；
（2）生成物一定是单质与化合物。
要点四、金属的化学性质?
1．金属与氧气的反应
　
铁
铝
镁
反应现象
在氧气中，点燃，剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
在空气中，常温下，铝表面变暗（生成一层致密氧化膜）
在空气中，点燃，剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体
化学方程式
3Fe+2O2/Fe3O4
4Al+3O2=2Al2O3
2Mg+O2/2MgO
反应特征
都是氧化反应，生成金属氧化物，且都属于化合反应
【要点诠释】（1）钾钙钠镁铝锌等金属在常温下都能与空气中的氧气发生反应，其中铝锌在其表面形成一层致密的氧化膜，阻止氧化反应的继续进行。（2）铁、铜在潮湿的空气中，常温下能够发生缓慢氧化——生锈。铁生锈的条件是：铁与水、空气中的氧气共同作用；铜比铁难生锈，生锈的条件是：铜与水、空气中的氧气、二氧化碳共同作用。（3）镁在空气中可以点燃，剧烈燃烧；铁丝在空气中不燃烧，在纯氧中可以燃烧；铜在空气、氧气中都不燃烧，但可以与氧气发生氧化反应生成氧化铜；真金不怕火炼，金在高温下也不与氧气反应。2．金属与酸的反应
　
铁丝
铝丝
铜丝
反应现象
稀盐酸
铁丝表面产生少量气泡，溶液由无色变成浅绿色
铝丝表面产生大量气泡，溶液颜色没有变化
没有明显现象（不反应）
稀硫酸
铁丝表面产生少量气泡，溶液由无色变成浅绿色
铝丝表面产生大量气泡，溶液颜色没有变化
没有明显现象（不反应）
化学方程式
稀盐酸
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
　
稀硫酸
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
　
讨论
①上述方程式的特点是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，属于置换反应类型②根据铜与酸不反应，铁反应较不剧烈，而铝反应现象最剧烈，可初步推断，三种金属的活动性由强到弱依次是：Al>Fe>Cu③Fe与酸反应，生成的是氯化亚铁（FeCl2）、硫酸亚铁（FeSO4），而不是氯化铁（FeCl3）、硫酸铁（Fe2(SO4)3）
【要点诠释】（1）参加反应的金属必须是排在金属活动性顺序氢前面的金属。（2）酸不能为强氧化性酸：如浓硫酸、硝酸。（3）金属与酸发生反应后，溶液的质量均增加。（4）金属与酸反应都产生气泡，但快慢有别；都放出热量，但有多有少；溶液的颜色大多不发生变化（铁除外）。3.金属与某些化合物的溶液反应
　
铁丝浸入硫酸铜溶液
铝丝浸入硫酸亚铁溶液
铜丝浸入硫酸铝溶液
反应现象
铁丝表面有光亮的红色物质析出，溶液由蓝色变成浅绿色
铝丝表面有黑色物质析出，溶液由浅绿色变成无色
没有明显现象（不反应）
化学方程式
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
2Al+3FeSO4=Al2(SO4)3+3Fe
　
讨论
①上述方程式的特点是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，属于置换反应类型②由铝能置换出铁，铁能置换出铜，可推断三种金属的活动性由强到弱依次是：Al>Fe>Cu③铜不能与硫酸铝溶液反应，是因为铜的金属活动性比铝弱
【要点诠释】（1）只有较活泼的金属才能把不太活泼的金属从它的化合物溶液里置换出来。
（2）被置换的金属化合物必须溶于水。
（3）铁与酸或金属化合物发生置换反应时生成的铁的化合物中铁均显+2价。（4）参加反应的金属不能为钾钙钠。如把钠放入CuSO4溶液中，发生的反应不是2Na+CuSO4=Na2SO4+Cu，　而是2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4?。
【典型例题】
类型一、考查金属材料及其应用/1.灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制，主要原因是（ ） A．钨的导电性好　 B．钨的熔点高　 C．钨的硬度大 　 D．钨的密度大【思路点拨】金属的用途取决于金属的性质，但还要考虑其可行性。
【答案】B【解析】作为灯泡中的灯丝要具有耐高温的优良性能，因为灯丝在通电时会产生热量，如果灯丝的熔点低，则灯丝很容易熔断。钨和锡都能导电，但钨的熔点较高。
【总结升华】物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。而物质的用途反映了它具有的性质。举一反三：
【变式】下列应用在高铁列车上的材料，不属于金属材料的是（ ）
A．不锈钢 B．玻璃 C．铝合金 D．铜线
【答案】B
类型二、考查金属的化学性质　/2.下列关于金属与氧气反应的观点中正确的是（　 ）　　A．细铁丝在空气中不能燃烧，是因为温度没有达到它的着火点　　B．锌在空气中能与氧气发生化学反应，其化学方程式为：Zn+O2=ZnO2　　C．根据各种金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的化学活泼性　　D．金属与氧气发生化学反应时，都需要在点燃或加热的条件下才能发生【思路点拨】知道不同金属在空气和氧气中的反应情况和现象。【答案】C
【解析】细铁丝在空气中不能燃烧，但在纯氧中能燃烧，对比实验条件可知空气中铁不能燃烧的原因是氧气的浓度不够（空气中氧气的体积分数约为21%）。锌与氧气反应生成氧化锌，锌是+2价，氧是-2价，因此氧化锌的化学式为ZnO。镁、铝等金属与氧气在常温下就能发生反应，如铝制品、镁条放在空气中表面就能生成一层致密的氧化膜，而这也体现了金属的化学活泼性的差异。【总结升华】铝锌在空气中其表面形成一层致密的氧化膜，阻止氧化反应的继续进行；铁、铜在潮湿的空气中，常温下能够发生缓慢氧化——生锈；镁在空气中可以点燃，剧烈燃烧；铁丝在空气中不燃烧，在纯氧中可以燃烧；铜在空气、氧气中都不燃烧，但可以与氧气发生氧化反应生成氧化铜；真金不怕火炼，金在高温下也不与氧气反应。/3.下列物质能由金属和酸反应得到的是（　 ）　　A.CuCl2 　 　B.AgCl　 　C. AlCl3　 D.?FeCl3【答案】C【解析】根据金属活动性顺序，Cu、Ag都位于H的后面不能和酸反应；而Fe、Al位于H的前面可以和盐酸、稀硫酸反应，生成相应的盐。但Fe与盐酸反应生成FeCl2，而不是FeCl3；而Al和盐酸反应生成AlCl3。故选C。
【总结升华】铁与盐酸、稀硫酸、某些盐溶液反应生成＋2价的铁的化合物，即生成的是氯化亚铁（FeCl2）、硫酸亚铁（FeSO4），而不是生成FeCl3、Fe2(SO4)3。
/4.（2019?湖南中考）下列金属制品中最不容易被酸雨腐蚀的是（　　）
　
A．
镀锌水管
B．
铜制器皿
C．
铁制栏杆
D．
铝合金门窗
【思路点拨】酸雨的溶液中含有氢离子，在金属活动性顺序表中位于氢后面的金属，不与酸反应，位于氢前的，都能与酸反应，据此分析。
【答案】B
【解析】
A、锌位于氢前，与酸反应，故选项错误；
B、铜位于氢的后面，不与酸反应，故选项正确；
C、铁位于氢前，与酸反应，故选项错误；
D、铝位于氢前，与酸反应，故选项错误；
故选B。
【总结升华】本题以酸雨为载体，考查了金属的活动性顺序，明确金属的性质及金属的活动性顺序是解题的关键。
举一反三：
【变式1】下列有关铁及其化合物的说法中错误的是（ ）　　A．生铁和钢都是铁的合金?　　B．铁在潮湿的空气中容易生锈　　C．地壳中含量最多的金属元素是铁元素?　　D．一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁【答案】C【解析】地壳中含量最多的金属元素是铝元素【变式2】（2019·广东中考）人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称“五金”，其中金属活动性最强的是（ ）
A．金 B．铜 C．铁 D．锡
【答案】C【变式3】下列物质中，不能与氯化铜溶液发生置换反应的是（　 ）　　A．镁　 B．锌　　 C．铁　 　 D．银【答案】D【解析】在金属活动性顺序里，镁、锌、铁排在铜的前面，银排在铜的后面，因此银不能与氯化铜发生置换反应。
金属及金属的化学性质（基础）

【巩固练习】
选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1.物质的用途与性质密切相关。下列说法不正确是（ ）　　　　　　?A．铜用于制导线，是由于铜有良好的导电性　　?B．氮气常用作保护气，是由于氮气的化学性质不活泼　?C．二氧化碳用于灭火，是由于二氧化碳不可燃、不助燃且密度比空气大 　D．铁制品表面涂“银粉”（铝粉）防生锈，是由于铝的化学性质比铁稳定
2.从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事。这个先后顺序跟下列有关的是（ ）　① 地壳中金属元素的含量；②金属活动性顺序；③金属的导电性；④ 金属冶炼的难易程度；⑤金属的延展性Ａ．②⑤　　 　Ｂ．②④　 Ｃ．③⑤　 　 Ｄ．①③
3.下列生活用品用金属材料制作而成的是（ ）

4．（2019·南宁中考）下列四种金属中，活动性最弱的是（ ）
A．Mg B．Al C．Zn D．Ag
5．（2019·杭州中考）某些电子集成电路常用黄金镀膜。废旧电子产品上的黄金通过某种溶液的溶解后，加入某种金属，即可回收。对黄金在电子产品上的应用和回收过程，下列说法错误的是（ ）
A．集成电路用黄金镀膜可防止线路氧化
B．回收时往溶液中加入的金属可以选用铜
C．回收时溶解黄金的溶液不会是硫酸
D．回收时加入的金属与溶液发生了化合反应
6. 熔点最低的金属是（? ?）
A.铝 B.汞 C.铁 D.钙
7.白蚂蚁能分泌一种酸——蚁酸，该酸能腐蚀很多建筑材料。下列建筑材料最不易被白蚂蚁腐蚀的是(　　)
A.钢筋 　B.铜像 C.大理石 D.铝合金
8.把锌片分别插入下列溶液中，不能发生置换反应的是(　 )
A.AgNO3溶液 B.稀盐酸 C.NaCl溶液 D.CuSO4溶液9.下面是三种金属与相同浓度的盐酸反应开始时的现象示意图。由此可得出三支试管中的金属活动性顺序是(　　)
/
A.a>b>c B.c>b>a C.b>a>c D.c>a>b
10.将一定量Zn投入过量稀H2SO4中，产生H2总质量a与时间t的关系如下图所示，哪一个图象符合实际(　　)
/
11.某金属A能与硫酸铜溶液发生置换反应，但不能跟氯化锌溶液反应。关于A、铜和锌的金属活动性由强到弱排列正确的是（ ）　A．Zn、A、Cu　　 　　 B．Zn、Cu、A　
　 C．A、Zn、Cu　 　　　 D．Cu、A、Zn
二、填空题
12.在“南海一号”打捞出来的文物中，“金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少，这说明金、铜、铁这三种金属的活动顺序由强到弱的顺序是 。
13.小稻家的铝壶由于长时间烧水，内有一层水垢〔主要含碳酸钙〕在家里可选用 除垢，除垢时间不宜过长的原因是 。
14．（2019?西宁中考）有X、Y、Z三种金属，进行如下实验：
①把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生气泡，Y不反应；
②把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，在Y表面有银析出；而Z没有变化。
根据以上实验事实，回答下列问题：
（1）X、Y、Z的金属活动性由强到弱的顺序为　　　　　　（用X、Y、Z表示）；
（2）在金属活动性顺序表中，符合上述条件的金属Y可能是　　　　　　。
A．镁 B．铁 C．铜 D．金
三、计算题
15.（2019?福建中考）相同质量的铝和锌与足量稀硫酸反应，得到氢气的质量比是 。
　　
【答案与解析】1.【答案】D　【解析】本题考查物质性质和用途的关系。ABC三个选项所叙述的物质的用途和相关的性质都是正确的。D中铁制品表面涂“银粉”（铝粉）防生锈，是由于铝和氧气反应可形成致密的氧化物薄膜，保护里面的金属不被腐蚀，而不是由于其化学性质稳定，铝是比铁活泼的金属。
2.【答案】B　【解析】金属的冶炼除了与金属的活动性有关外，还与金属冶炼的难易程度有关。3.【答案】B4．【答案】D
【解析】四种金属的活动性由强到弱的顺序为Mg＞Al＞Zn＞Ag。
5．【答案】D
【解析】金的化学性质稳定，不易和其他物质反应，A正确；在金属活动性顺序中铜排在金的前面，因此铜可以从金的盐溶液中将金置换出来，B正确；在金属活动性顺序中金排在氢的后面，因此金不与硫酸反应，C正确；回收时加入的金属与盐溶液发生的是置换反应，D错误。
6.【答案】B
【解析】常温下，金属单质中只有金属汞为液态。
7.【答案】B
【解析】铜为不活泼金属，不能将酸中的氢置换出来，与蚁酸不反应，故最不易被腐蚀。
8.【答案】C
【解析】根据金属活动性顺序知，Ag位于Zn后面，Cu也位于Zn后面，Zn位于金属Na的后面、H的前面，故只有锌和氯化钠不能发生置换反应。
9.【答案】D
【解析】金属与酸发生反应的剧烈程度，一般可以反映出金属的活泼性。从图中可以看出，金属c与酸反应最剧烈，a次之，金属b不与盐酸反应；反应越强烈，说明金属越活泼，a，b，c活动性顺序为c>a>b。10.【答案】C
【解析】将一定量Zn投入过量稀H2SO4中，产生H2的质量将由0开始逐渐增大，直到Zn反应完为止，此时H2的总质量就不再发生变化。根据以上分析可知，只有C图像符合实际。
11.【答案】A　【解析】在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前就越活泼，只有前面的金属才能把后面的金属从它的化合物溶液中置换出来。某金属A能与硫酸铜溶液发生置换，反应但不能跟氯化锌溶液反应，说明A比铜活泼，没有锌活泼。
12.【答案】铁、铜、金
13.【答案】食醋（醋酸）
防止过量的食醋（醋酸）腐蚀铝壶 (或过量的酸与铝发生反应)
14.【答案】 （1）X＞Y＞Z （2）C
【解析】
（1）①在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生气泡，Y不反应，说明X排在氢的前面，Y排在氢的后面，即X＞H＞Y。
②位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，在Y表面有银析出；而Z没有变化，说明Y的活动性比银强，Z的活动性比银弱，即Y＞Ag＞Z。
故X、Y、Z的金属活动性由强到弱的顺序为X＞Y＞Z。
（2）由于X＞H＞Y＞Ag，在金属活动性顺序表中，符合上述条件的金属Y可能是铜。
15.【答案】65∶18
【解析】活泼金属与足量的稀硫酸反应生成H2质量的多少是由金属的相对原子质量和与酸反应所表现的化合价决定的。设金属的质量为m，则铝产生H2的质量为m/9，锌产生H2的质量为2m/65，两者产生氢气的质量比为65∶18。?