8.2 金属的化学性质（原卷版）

8.2\o"8.2金属的化学性质"金属的化学性质（原卷版）考点直击考点直击典例分析＋变式训练典例分析＋变式训练考点1金属的化学性质1、大多数金属可与氧气的反应金属在空气中在氧气中镁常温下逐渐变暗，表面形成氧化膜。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体2Mg+O2点燃2MgO铝常温下表面变暗，生成一种致密的氧化膜点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体4Al+3O2点燃2Al2O3铁持续加热变红点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体3Fe+2O2点燃Fe3O4铜加热，生成黑色物质；在潮湿的空气中，生成铜绿而被腐蚀紫红色的铜丝加热后变黑2Cu+O2加热2CuO银、金即使在高温时也不与氧气发生反应2、金属+酸→盐+H2↑（置换反应）反应条件：金属活动性排在H前注意：实验前用砂纸打磨金属，除去镁、铁等金属表面的氧化膜，便于金属与酸接触反应。+稀盐酸+稀硫酸镁锌铁现象固体逐渐溶解，产生大量气泡固体逐渐溶解，产生较多气泡固体逐渐溶解，无色溶液变为浅绿色，产生少量气泡方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑根据金属与酸混合时是否有氢气产生将金属分为两类：活泼金属和不活泼金属：通过金属与酸能否反应或与酸反应的剧烈程度判断金属的活动性。镁>锌>铁>铜（不反应）铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中，铁化合价为＋2价。有Fe2＋的溶液为浅绿色3、金属与金属化合物的反应金属＋盐→新盐＋新金属(置换反应)反应条件：参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外)，且盐必须可溶现象的描述重点：金属表面生成固体的颜色，溶液颜色的变化。实验铁钉+硫酸铜溶液铝丝+硫酸铜溶液铜丝+硝酸银溶液现象铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。铝表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为无色。铜表面有银白色固体产生，溶液由无色逐渐变为蓝色。化学方程式Fe+CuSO4=Cu+FeSO42Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2活动性比较铁>铜铝＞铜铜＞银＊通过金属与金属化合物溶液是否反应判断金属的活动性。总结：比较金属活动性的方法：【典例1-1】下列鉴别假黄金（铜锌合金）方法中错误的是（）A．用稀硫酸溶液B．硝酸银溶液C．用火烧D．看颜色【典例1-2】将一根锃亮的铁丝放入蓝色的硫酸铜溶液中，过一会儿，发现铁丝表面出现了红色物质．（1）写出发生反应的化学方程式．（2）由此判断，金属的活动性：FeCu．（用“＞”、“＜”填空）（3）在化学反应中，元素化合价升高的反应物是还原剂，元素化合价降低的反应物是氧化剂．试判断上述反应中，氧化剂是．【变式训练1-1】收藏家收藏的清末铝制品，至今保存完好，该艺术品不易锈损的主要原因是（）A．铝不易发生化学反应B．铝的氧化物已发生还原反应 C．铝不易氧化 D．铝易被氧化，但铝表面的氧化铝具有保护内部的铝的作用【变式训练1-2】常见的锅有陶瓷锅、铁锅、铜锅等。（1）与陶瓷锅相比，用铜锅加热更快，利用的金属性质是。（2）铁锅清洗后如未擦干，容易产生红色铁锈，该过程中发生了（填“物理”或“化学”）变化。（3）铜锅加热后，锅底容易产生一层黑色的氧化铜，反应的化学方程式为。（4）用钢丝球清洗铜锅时，用力过大容易在铜锅上产生划痕。说明钢的硬度比铜（填“大”或“小”）。【变式训练1-3】铝在工业和日常生活中应用广泛。请回答：（1）元素在自然界里分布不均匀，铝的含量居地壳中所有元素的第位，铝可制成蒸锅，是利用铝的延展性和；（2）元素的化学性质与原子的有密切关系，铝原子在化学反应中容易（填“得到”或“失去”）电子；（3）铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能，铝与氧气反应的化学方程式为：。考点2金属活动性顺序及其应用1、常见金属在溶液中的活动性顺序：(巧记：嫁给那美女；身体细纤轻；总共一百斤)钾钙钠镁铝锌铁锡铅(氢)铜汞银铂金KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu（1）表明了金属活动性强弱顺序（前强后弱），即在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它在水溶液中就越容易失去电子变成离子，其活动性就越强；金属的位置越靠后，其阳离子在水溶液中就比较容易获得电子变成原子，其活动性就越弱；

需要注意的是：金属的活动性就越强参加反应时，现象就越明显、越剧烈。

（2）可用来判断金属与酸能否发生置换反应（氢前置换氢），只有排在氢前面的金属，才能置换出酸中的氢，而排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢。

需要注意的是：①金属必须是排在金属活动性顺序中氢（H）前面的金属；②酸应是盐酸、稀硫酸（即不具有强氧化性的酸），不包括浓硫酸和硝酸；③单质铁与酸发生置换反应时生成亚铁盐；④K、Ca、Na除与酸反应外，还能与水在常温下发生置换反应（如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑），其余金属则不能。

（3）可用来判断金属与金属化合物溶液（即盐溶液）能否发生置换反应（前置后，盐可溶，K、Ca、Na不能够），排在金属活动性顺序中前面的金属一般能把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来。

需要注意的是：①在金属活动性顺序中只要排在前面的金属就能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，而与H的位置无关，但K、Ca、Na等金属例外，由于它们过于活泼，不与溶液中的盐发生置换反应，而是先与溶液中的水发生置换反应；如把钠放入硫酸铜溶液中虽然反应[2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4]，最终没有单质铜生成；②铁与盐溶液发生置换反应时，生成二价亚铁盐；③用同种金属置换不同的盐溶液，盐中金属排在金属活动性顺序中较后的金属首先被置换出来，用不同的金属置换同种盐溶液，盐中金属先被排在金属活动性顺序中较前的金属置换出来；若有一种金属和多种混合盐溶液反应，最先反应的是最不活泼的那个金属的盐溶液，例如，锌粒与氯化亚铁和硫酸铜和硝酸汞的混合溶液反应，最先反应的是硝酸汞，当硝酸汞被消耗完时，硫酸铜才与锌粒反应，同理，硫酸铜反应完后，锌才会和氯化亚铁反应；当多种金属与一种盐溶液反应时，最活泼的金属先反应，例如，把打磨光亮的镁带、铝丝、铜丝一起放入硝酸银溶液中，镁被消耗完后，铝才和硝酸银反应，铝反应完后，铜跟硝酸银反应。

（4）利用金属与酸或盐溶液之间的置换反应是否发生，通过具体的实验及其现象的分析，反过来可以反推金属的活动性顺序，具体的推断方法是这样的：

①利用金属与酸能否发生置换反应，来反推金属的活动性顺序，例如，把铁和铜分别放在稀盐酸中时，铁的表面上有气泡冒出，这说明铁位居金属活动性顺序中氢的前面；而铜的表面无明显的现象，这说明铜位居金属活动性顺序中氢的后面；由此可推得铁活泼性比铜的要强；

②利用金属与盐溶液能否发生置换反应，来反推金属的活动性顺序。例如，把铁钉放在硫酸铜溶液中，过一会儿，发现铁钉表面上出现了一层红色物质（即铜）；由此可推得铁活泼性比铜的要强。【典例2-1】下列同组金属都能跟稀盐酸或稀硫酸反应并放出氢气的是（）A．Au、Cu、Pt B．Fe、Pb、Sn C．Mg、Zn、Ag D．Al、Hg、K【典例2-2】把相同体积、相同质量分数的稀盐酸，分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。这三种金属的活动性顺序为；若X、Y、Z都是+2价金属，则相对原子质量由大到小的顺序为。【变式2-1】x、Y、z、W是四种不同的金属，为比较金属活动性的强弱，某同学利用这四种金属单质、盐酸、Z的硝酸盐、W的硝酸盐，进行有关实验，结果如下表（能发生置换反应的记为“√”，不能反应的记为“一”，无标记的表示未做该实验）。这四种金属的活动性顺序为（）XYZW盐酸√﹣﹣√Z的硝酸盐√W的硝酸盐√﹣A．X＞W＞Y＞Z B．X＞Y＞W＞Z C．W＞X＞Y＞Z D．Y＞W＞Z＞X【变式2-2】已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应，反应方程式分别为：Cu+2FeCl3→2FeCl2+CuCl2，Fe+2FeCl3→3FeCl2．现将一包铜、铁的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后烧杯中仍有少量固体，关于烧杯中物质组成的说法中正确的是（）A．溶液中一定含FeCl2，固体一定是铁和铜 B．溶液中一定含FeCl3，固体一定含铜 C．溶液中一定含FeCl2，固体一定含铜 D．溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固体一定含铜【变式2-3】结合常见金属在溶液中的活动性顺序回答有关问题。（1）银（Ag）与金（Au）比较，活动性强的是；（2）在Fe、Cu、Al中，常温下不能与稀硫酸发生置换反应的是；（3）要验证Al、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，如果选用了铁丝和硫酸铜溶液，还必须选用一种溶质是的溶液；（4）向含有AgNO3、Cu（NO3）2、NaNO3三种溶质的溶液中，加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和无色溶液，则所得无色溶液中一定含有的溶质是。考点3金属材料和金属元素及其应用一、金属元素：具有金属通性的元素。最外层电子数小于4，所以其原子容易失去电子而本身常以阳离子形态存在于化合物中。它们的氧化物和氢氧化物一般呈碱性。二、金属元素的存在是这样的：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属（如金、银等）以单质形式存在外，其余的都以化合物的形式存在，自然界中以单质形式存在的金、银，如图所示：

常见金属矿物主要指以下三种：

（1）铁矿石有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）和黄铁矿（主要成分是FeS2）等，如图所示：

（2）铜矿石有孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]、赤铜矿（主要成分是Cu2O）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）和辉铜矿（主要成分是Cu2S）等，如图所示：

（3）铝矿石有铝土矿（主要成分是Al2O3）、明矾（KAlSO4•12H2O）或水铝石（主要成分是Al2O3•H2O）等，如图所示：【典例3-1】在自然界中能以单质形式存在的是（）A．Fe B．Al C．Na D．Au【典例3-2】写出下列矿石主要成分的化学式（1）赤铁矿（2）磁铁矿（3）铝土矿．【变式3-1】钢铁因含硫、磷而比较脆，不利于制作加工。据此分析，炼铁所用的矿石，不宜采用下列的（括号内为该矿物主要化学成分的化学式）（）A．赤铁矿（Fe2O3）B．磁铁矿（Fe3O4） C．菱铁矿（FeCO3）D．黄铁矿（FeS2）【变式3-2】台灯是在光线不足时常用的照明用具．（1）图中标示的物质属于金属材料的有（填序号）．（2）灯管后面的反光片为铝箔．铝块能制成铝箔是利用了铝的性．（3）铝比铁活泼，但铝箔比铁螺丝钉耐腐蚀．铝制品耐腐蚀的原因是（4）若要验证铜、铁、铝的活动性顺序，某同学已经选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是．考点4置换反应和化学反应中有关含杂质的计算1、置换反应：（1）置换定义：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A+BC→AC+B（2）置换反应类型：①金属+酸→金属化合物+H2②金属+金属化合物→另一金属+另一金属化合物③C+金属氧化物→金属单质+CO2④H2+金属氧化物→金属单质+H2O（注意：CO+金属氧化物→金属单质+CO2该反应不属于基本反应）化合反应：多变一 CO2+H2O=H2CO3（3）化学反应基本类型分解反应：一变多 H2CO3=CO2↑+H2O置换反应：单化生化单 C+2CuO2Cu+CO2↑2、含杂质物质的化学反应的有关计算：

（1）含杂质物质的化学反应的有关计算是指在实际生产中，所用的原料或产物一般都含有杂质，在利用化学方程式进行计算用料和产量时，由于化学方程式表示的是纯净物质之间的质量关系，而不表示不纯物质之间的质量关系；故计算时一定考虑到杂质的问题（即不纯物质和纯物质之间的相互转化问题）；

（2）不纯物质的质量与纯物质的质量的相互转化方法及纯度的计算公式是：【典例4-1】下列不属于置换反应的是（）A．Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ B．Fe+CuCl2═FeCl2+Cu C．Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2 D．2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑【典例4-2】金属在生产、生活中有着广泛的用途。（1）铝土矿的主要成分（填化学式）。（2）铝块拉成细丝、压成薄片是利用铝的（填“导热”或“延展”）性。（3）冶炼500t含杂质3%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是t（结果精确到0.1）。【典例4-3】（1）工业冶铁的原料有石灰石、铁矿石、及焦炭，其中焦炭的作用有、。（2）请你利用如图中提供的3个数据，自拟一道有关化学方程式的计算题，并写出解答过程。【变式4-1】下列化学反应属于置换反应的是（）A．H2O+CaO═Ca（OH）2 B．Na2SO4+BaCl2═2NaCl+BaSO4↓ C．H2+CuOCu+H2O D．3CO+Fe2O32Fe+3CO2【变式4-2】某钢铁厂用赤铁矿炼制生铁，炼制过程中损失4%的铁元素，若要生产出含纯铁96%的生铁560t。需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为（）A．800t B．921.6t C．960t D．1000t【变式4-3】钢铁是目前使用最多的金属材料。（1）生铁和钢都是铁合金，其中含碳量较高的是。（2）人们常用“铜墙铁壁”来形容物体的坚固，但铁在一定条件下也能发生各种反应，如铁丝在氧气中燃烧，反应的化学方程式是。（3）将mg氧化铜加入稀硫酸中完全溶解（反应生成硫酸铜和水）后，再加入铁粉充分反应，过滤，得到滤渣A和滤液B。再将滤渣A加入足量稀硫酸中，有气泡冒出，充分反应后，剩余固体物质的质量为12.8g。①滤渣A的成分是，滤液B的成分是。②原氧化铜的质量m＝g。课堂巩固训练课堂巩固训练一、选择题。1．（2022•沙坪坝区校级模拟）将铁粉加到一定量AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中，充分反应后过滤，所得滤渣中有红色固体，有以下四种说法：①向滤液中加盐酸，可能有白色沉淀②滤液中可能只有Fe3+、NO3﹣③向滤渣中加盐酸，可能有气泡④所得滤液的质量一定比原混合液质量小其中正确的是（）A．①② B．③④ C．①③ D．②④2．（2022春•萧县月考）下列化合物可以通过金属与对应的酸发生置换反应获得的是（）A．CuCl2 B．FeCl3 C．AgNO3 D．Al2（SO4）33．（2021秋•惠州期末）“垃圾”是放错了地方的资源，应该分类回收。生活中放弃的铁锅，铝质易拉罐、铜导线等可以归一类加以回收，它们属于（）A．有机物 B．金属或合金 C．氧化物 D．矿物4．（2021秋•广饶县校级月考）下列反应属于置换反应的是（）①H2+CuO═Cu+H2O②2CO+O2═2CO2③Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑④Fe2O3+3CO═2Fe+3CO2A．①④ B．②③ C．①③ D．②④5．（2021秋•南岗区校级月考）将相同体积、相同溶质质量分数的稀盐酸，分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。下列说法中正确的是（）A．三种金属的活动性顺序为Y＞X＞ZB．产生氢气的速率顺序为X＞Y＞Z C．消耗稀盐酸的质量顺序为Z＞Y＞XD．相对原子质量由大到小的顺序为X＞Y＞Z二、填空题。6．（2021秋•渑池县期末）将等质量的锌粉和铁粉分别于溶质质量分数相同且等质量的稀硫酸充分反应，产生氢气的质量与时间的关系如图所示。请回答下列问题：（1）表示锌粉与稀硫酸反应的曲线是：（填a或b）写出该反应的化学方程式。（2）对于曲线a表示的反应，（填化学式）有剩余。（3）若有一种金属剩余，则剩余的金属一定是（填化学式）。7．（2021春•二道区校级月考）化学小组探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，设计了如图所示实验方案。（1）试管乙中观察到的现象是，反应的化学方程式为。（2）同学们经讨论后认为该方案可以优化，试管的实验是多余的。（3）去掉多余的实验，同学们将另两支试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中，一段时间后过滤，向滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤渣的成分可能是。8．（2021•兰溪市模拟）华为中国芯!华为使中国的芯片技术领先于世界，让苹果都望尘莫及。芯片是电脑、智能家电的核心部件，它是以高纯度的单质硅（Si）为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应：①Si+O2SiO2，②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，③SiO2+2CSi+2CO↑，④Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑．请回答：（1）上述四个反应中属于置换反应的有（填序号）。（2）上述反应中生成的还原性气体有（填化学式）。三、解答题。9．（2021•营口模拟）A、B、C、D、E是初中化学常见物质，转化关系如图（其中部分生成物和反应条件已略）：已知B是黑色固体，相对分子质量为80，E是天然气的主要成分，请回答下列问题：（1）B是，E是（均填化学式）．（2）A→C的化学方程式为：；E→D的化学方程