年浙江省中考科学一轮复习基础提升课件金属和合金是重要的材料（一）

金属和合金是重要的材料（一）

要点1金属的性质1.金属的物理性质（1）金属的物理共性：①常温下都是固体（

汞除外）；②有金属光泽；③大多数为电和热的良导体；④有延展性。（2）金属的特性：①金属汞常温下呈

液态；②铁、铝等大多数金属呈银白色或灰色，但金呈

金黄色，铜呈

紫红色；③不同金属的密度、硬度、熔点、导电性、导热性等有较大差别。汞液金黄紫红2.金属的化学性质（1）与氧气反应与氧气反应的难易程度代表金属种类现象化学方程式（氧气中）常温下与氧气反应铝常温下，金属铝表面易生成

一层致密的保护膜4Al＋3O22Al

2O3铁常温下，缓慢氧化，生成

红棕色的铁锈（Fe2O3）一层致密的保护膜红棕色与氧气反应的难易程度代表金属种类现象化学方程式（氧气中）能在空气中燃烧镁剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，放热2Mg＋O22MgO

不能在空气中燃烧，能在氧气中燃烧铁剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成

黑色固体3Fe＋2O2Fe3O4黑色与氧气反应的难易程度代表金属种类现象化学方程式（氧气中）不能燃烧，在加热条件下能与氧气反应生成氧化物铜加热，生成

黑色物质2Cu＋O22CuO

在高温下也不与氧气反应金黑金属越活泼，越易与氧气发生反应，相同条件下反应越剧烈。（2）与酸反应：金属活动性顺序排在

H

前面的金属单质能与酸发生反应，生成相应的盐和

氢气。相同条件下，金属与酸反应的剧烈程度也因金属活动性的强弱而不同，金属活动性越强，反应越

剧烈。①铁与酸发生置换反应，生成铁的化合物中铁元素的化合价为

＋2

价，故溶液呈

浅绿色。

H

氢气剧烈＋2

浅绿②金属与酸反应的剧烈程度不只与金属的活动性强弱有关，还与其他很多因素有关，如酸的浓度、金属与酸接触面积的大小、反应温度等。故在探究金属与酸反应快慢的问题时，一定要注意控制好变量。③由于金属锌与稀硫酸反应的速率适中，便于对氢气进行收集，实验室常用锌与稀硫酸的反应来制取氢气；金属镁、铝与稀硫酸反应的速率过快，铁与稀硫酸反应的速率过慢，都不利于氢气的收集；浓盐酸具有挥发性，用盐酸制取的氢气中因含有氯化氢气体而不纯净，故不选择盐酸作为实验室制取氢气的原料。（3）与某些盐溶液反应活动性较

强的金属可以把活动性较

弱的金属从其盐溶液中置换出来。疑难点：金属与盐的反应中，盐必须能溶于水。强弱3.金属活动性顺序（1）金属活动性顺序常见的金属在溶液中的活动性顺序如下：K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb（H）

Cu

Hg

Ag

Pt

Au活动性由强到弱，原子失电子能力

逐渐减弱。逐渐减弱（2）金属活动性顺序的应用①在金属活动性顺序中，位置越靠前，活动性越强。②在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属才能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。③在金属活动性顺序中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来（K、Ca、Na除外）。④很活泼的金属，如K、Ca、Na与盐溶液反应，先与溶液中的水反应生成碱和氢气，碱再与盐溶液反应，没有金属单质生成。

例1科学探究可以培养学生良好的科学思维。某兴趣小组进行了金属燃烧实验：实验123步骤将一片铝箔在空气中用酒精灯加热将另一片相同的铝箔伸入充满氧气的集气瓶，引燃将一段镁条在空气中用酒精灯加热实验123现象铝箔不燃烧，熔化后也不滴下，外面立即形成一层薄膜铝箔剧烈燃烧，发出耀眼白光镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光试回答下列问题：（1）进行实验1、2的目的是为研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的

浓度（纯度、含量）

有关。浓度（纯度、含量）

（2）某同学分析实验2、3后就得出了如下结论：不同金属的活动性是不同的。其他同学认为这个结论不可靠，你认为他们的理由是

只用镁、铝金属做实验，选择的金属样本种类太少。（3）在实验1中，有同学用细针去刺破液态铝外面的薄膜，观察到里面的液态铝依然没有流出来。实验后，同学们查阅资料获知该薄膜是氧化铝，其熔点明显高于酒精灯火焰的温度，由此推断，刺破薄膜后液态铝会迅速和

氧气反应又会形成致密氧化膜，所以液态铝不会流出来。只用镁、铝金属做实验，选择的金属样本种类太少氧气跟踪训练1纳米铁粉在空气中不易自燃，但稍加热即可剧烈燃烧。如图所示为纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验。下列说法错误的是（

A

）A.激光手电照射使纳米铁粉的着火点降低B.实验中可观察到气球逐渐膨胀然后缩小C.锥形瓶中加水可防止瓶底炸裂D.纳米铁粉燃烧的化学方程式为3Fe＋2O2Fe3O4A例2小宁在课外资料中获悉：在锌和稀硫酸的反应中，加入硫酸铜溶液会影响反应的快慢。为此，他进行了探究。实验装置如图甲所示。【实验步骤】①在规格相同的A、B试管中分别放入大小相近、数量相同的锌粒，胶头滴管吸入等量的溶液，如图甲所示。塞紧橡胶塞。甲②将两个胶头滴管中的溶液同时挤入试管后，立即开启数据采集器。③约100s后，停止采集数据。电脑显示气压p随时间t变化的关系如图乙。乙【实验分析】（1）图甲中“★”处应填

硫酸铜。（2）要确保实验成功，实验前应检查反应装置的

气密性。（3）实验中，锌和稀硫酸反应的快慢通过采集到的试管内

气压值的变化快慢来反映。硫酸铜气密性气压【实验结论】在锌和稀硫酸的反应中，加入硫酸铜溶液可以

加快（选填“减慢”或“加快”）反应速度。加快跟踪训练2将颗粒大小相同的等质量X、Y、Z三种金属放入等浓度的稀盐酸中充分反应，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是（

D

）DA.金属X反应最快B.金属Y的相对原子质量一定大于XC.若金属Z是Fe，则金属X一定是AlD.金属Z消耗的稀盐酸一定最少例3小柯为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如图甲所示的实验。实验后他把两试管中的物质倒入烧杯中（如图乙），发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤。溶液中含有的金属离子可能的组成有（C

）C

A.

①②B.

①③C.②④D.

③④跟踪训练3向一定质量的Mg（NO3）2和Cu（NO3）2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物，充分反应后过滤，得到不饱和的滤液和滤渣，将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是（

C

）①滤渣中可能有铜；②向滤渣中加稀盐酸，可能有气泡产生；③滤液中一定有Mg（NO3）2、Zn（NO3）2和Fe（NO3）2，可能有Cu（NO3）2；④若忽略过滤操作中溶液损失，滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量。A.

①②B.

①③C.②③D.

②④答案：C例4在学习了金属的化学性质后，某小组以“探究镁的化学性质”为主题开展项目式学习。（1）【任务一】探究镁、铜的金属活动性强弱小组同学进行了如图所示的实验。实验中观察到的现象是

有红色固体生成，溶液由蓝色变为无色，由此得出镁的金属活动性比铜强。有关反应的化学方程式为

Mg＋CuSO4＝MgSO4＋Cu

。有红色固体生成，溶液由蓝色变为无色Mg＋CuSO4＝MgSO4＋Cu

（2）【任务二】探究镁条在空气中久置表面变黑的原因【查阅资料】常温下，亚硫酸钠（Na2SO3）可与O2发生反应，实验室常用于除去O2。【做出猜想】常温下，镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气中的一种或多种有关。【进行实验】通过控制与镁条接触的物质，利用下图装置（试管容积为20mL，镁条长度为3cm，试剂均适量），分别进行下列5个实验，并持续观察20天。实验序号实验①实验②实验③实验④实验⑤实验内容

实验现象镁条始终无明显变化镁条始终无明显变化镁条始终无明显变化镁条始终无明显变化镁条第3天开始变黑，至第20天全部变黑【解释与结论】实验②中，NaOH溶液的作用是

吸收二氧化碳。（3）得出“镁条变黑一定与O2有关”结论，依据的两个实验是

④和⑤

（填序号）。（4）由上述实验可推知，镁条变黑的条件是

与O2、CO2、水蒸气接触。

吸收二氧化碳④和⑤与O2、CO2、水蒸气接触（5）【任务三】探究镁在空气中燃烧的产物成分小组同学做了镁在空气中燃烧的实验，发现产物中除了有大量白色固体外，还有少量黄色固体。【查阅资料】镁在空气中燃烧时也能与N2反应生成黄色固体氮化镁（Mg3N2）；氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。【实验探究】请设计实验方案验证该黄色固体是氮化镁：

将生成黄色固体放入水中，生成刺激性气味气体，将生成气体与湿润的红色石蕊试纸接触，试纸变蓝色。将生成黄色固体放入水中，生成刺激性气味气体，将生成气体与湿润的红色石蕊试纸接触，试纸变蓝色（6）【拓展延伸】空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁粉在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，其原因是

氧气化学性质活泼，而氮气化学性质不活泼，相同条件下镁更易与氧气反应。氧气化学性质活泼，而氮气化学性质不活泼，相同条件下镁更易与氧气反应跟踪训练4人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属活动性规律的认识也是如此。（1）1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”，这为发现金属活动性顺序奠定了基础。小嘉选用锡、铜、锌三种金属重温实验，则会“消失”的金属有

锡、锌。（2）1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体，他称之为“可燃空气”，其实该气体就是

氢气。从此为探索金属活动性打开了新思路。锡、锌氢气

1.金属与酸反应的一些图象（1）等质量的A、B两种活泼金属（均为＋2价）与足量稀盐酸反应，产生氢气的质量与反应时间的关系的图象：哪种金属活泼？哪一种金属的相对原子量大？从图象上反应出A金属比B金属活泼，且A金属的相对原子质量较大。金属的活动性反应在金属与酸反应的图象上，越活泼的金属，在反应时，单位时间内生成氢气的质量越大，即在上述图象中，反应时的斜率越大；等质量＋2价的金属在与足量的酸反应时，相对分子质量越小，完全反应时生成的氢气质量越大。（2）过量的镁、铝、锌、铁分别与一定量稀硫酸反应的坐标图象：金属活动性：Mg＞Al＞Zn＞Fe，因此反应的速率Mg＞Al＞Zn＞Fe；反应的酸的质量相同，所以产生氢气质量Al＝Mg＝Fe＝Zn。（3）相同质量的镁、铝、锌、铁分别与足量稀硫酸反应，如果横坐标为加入酸的质量，产生氢气的质量曲线：首先要看清坐标的横纵坐标的含义。然后思考：为什么开始重叠？表示什么意思？镁铝锌铁哪个先反应完？横坐标表示加入的酸的质量，所以在刚开始时，酸完全反应金属有剩余，故产生的氢气的质量相等，曲线重合；四种金属中，锌最先反应完产生氢气量最少，铝最后反应完，产生氢气量最多。2.金属与盐溶液反应以锌片、铁片、铜片三种金属分别放入硫酸铜溶液、硝酸银溶液中为例，观察到的现象及反应的化学方程式如下：金属硫酸铜溶液硝酸银溶液锌锌表面有一层红色物质析出，溶液由蓝色变为无色。Zn＋CuSO4ZnSO4＋Cu锌表面有一层银白色物质析出，溶液仍为无色。Zn＋2AgNO3Zn（NO3）2＋2Ag金属硫酸铜溶液硝酸银溶液铁铁表面有一层红色物质析出，溶液由蓝色变为浅绿色。Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu铁表面有一层银白色物质析出，溶液由无色变为浅绿色。Fe＋2AgNO3Fe（NO3）2＋2Ag铜无变化，不反应铜表面有一层银白色物质析出，溶液由无色变成蓝色。Cu＋2AgNO3Cu（NO3）2＋2Ag如涉及到多种金属元素时，例如把一定量的铁粉放入硝酸银和硝酸铜的混合液中时，随着铁粉的增加，滤液和滤渣的成分会呈现这样的变化规律：滤液成分AgNO3Cu（NO3）2Fe（NO3）2Cu（NO3）2Fe（NO3）2Cu（NO3）2Fe（NO3）2Fe（NO3）2Fe（NO3）2滤渣成分AgAgAgCuAgCuAgCuFe从表中我们发现滤出的滤渣成分总是从金属活动性弱的先被析出，然后依次到活动性强的。

1.小明将甲、乙、丙三种金属与两种溶液反应，并根据实验现象编制了如图的检索表，根据检索表可知甲、乙、丙三种金属的活动性顺序为（

A

）1a能与盐酸反应……甲1b不能与盐酸反应……22a能与硝酸银反应……乙2b不能与硝酸银反应……丙AA.甲＞乙＞丙B.乙＞丙＞甲C.丙＞甲＞乙D.甲＞丙＞乙2.用一小块未打磨过的铝片和一定质量的稀盐酸反应，产生气泡的快慢和反应时间的关系如图所示。待实验结束后，发现试管底部出现了灰色沉淀。为了初步判断灰色沉淀的成分，往上述试管中继续滴加稀盐酸，观察到沉淀溶解并有气泡生成。下列推理正确的有（

B

）①0～t1阶段，铝的氧化物与稀盐酸反应；B②t1～t2阶段，铝和稀盐酸反应生成气体；③t3～t4阶段，稀盐酸过量生成气体量减少；④实验结束后试管底部出现的灰色沉淀是铝。A.

①②B.

①②④C.

①③④D.

②③④3.小敏阅读教材得知：将铜片和锌片同时插入稀H2SO4，可以组成一个电池（如图甲所示）。那么该电池的正负极与什么有关呢？对此，小敏做了三组实验，并借助灵敏电流表进行判断（如图乙所示）。发现该电池的正负极与金属活动性强弱有关且存在一定规律。据此判断，下列金属片组合可以使电流表指针向左偏转（如图丙所示）的是（C

）C甲

乙

丙A.

a铝片、b镁片B.

a铁片、b锌片C.

a铁片、b铜片D.

a铜片、b银片4.将一定量的锌粉加入含有硝酸铜和硝酸银的废液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，下列说法错误的是（

D

）A.若向滤渣中滴加稀盐酸没有气泡，则滤渣中一定有银，可能有铜B