金属的化学性质（培优训练）- 浙教版九年级上册科学

第二章第2节金属的化学性质培优训练

思维导图

置换反应

金属材料的物理性质

'金属与氧气的反应

金属及其活动性金属的化学性质金属与酸的反应

金属与盐的反应

金属的冶炼

金属材料的保护

知识梳理

一、置换反应

置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，是化学

中四大基本反应类型之一，包括金属与金属盐的反应、金属与酸的反应等。它是

一种单质与一种化合物作用，生成另一种单质与另一种化合物的反应。

反应公式：AB+C→A+BC

二、金属的分类及性质

1.金属的分类

黑色金属：铁、格、锦三种。

有色金属：铝、镁、钾、钠、钙、勰、細、铜、铅、锌、锡、钻、親、睇、

汞、镉、强、金、银、伯、钉、報、帆、饿、緑、被、裡、飾、飽、钛、错、飢、

規、粗、鸨、钥、練、钢、従、错、铢、鋼、飾、错、彼、彰、销、札、統、镐、

秋、饵、锌、総、僧、銃、忆、tto

常见金属：如铁、铝、铜、锌等。

稀有金属：如倍、恰、泥、但等。

轻金属：密度小于4500千克/立方米，如钛、铝、镁、钾、钠、钙、銀、领

等。

重金属：密度大于4500千克/立方米，如铜、鎳、钻、铅、锌、锡、睇、例'、

編、汞等。

贵金属：价格比一般常用金属昂贵，地壳丰度低(又称克拉克值(CLARKE

value),-种表示地壳中化学元素平均含量的数值)，提纯困难，如金、银及伯族

金属。

准金属元素：性质价于金属和非金属之间，如硅、硒、締、碑、硼等。

稀有金属：包括稀有轻金属，如锂、锦、飽等；

稀有难熔金属：如错、钥、鸨等；

稀有分散金属：如練、钢、错、铭等；

稀土金属：如航、紀、銅系金属；

放射性金属：如镭、紡、钵及钢系元素中的轴、针等。

金属之最：

地壳中含量最高的金属元素——铝；人体中含量最高的金属元素——钙；目

前世界上年产量最高的金属ーー铁；导电、导热性最好的金属ーー银；硬度最高

的金属ーー辂；熔点最高的金属ーー鸽；熔点最低的金属ーー汞；密度最大的金

属一械；密度最小的金属一锂。

2•金属的导电性和延展性

由于金属的电子倾向脱离，因此具有良好的导电性且金属元素在化合物中通

常带正价电，但当温度越高时，因为受到了原子核的热震荡阻碍，电阻将会变大。

金属分子之间的联结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立联结，这也是

金属伸展性良好的原因。

三、合金

合金：一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得

到的具有金属性质的固体产物。

由两种元素组成的合金统称为“二元合金”，由三种以上元素组成的合金通称

为“多元合金''。合金的结构和性质，决定于组成合金的组分间相互作用的特性。

合金的生成常会改善元素单质的性质，例如，钢的强度大于其主要组成元素

铁。合金的物理性质，例如密度、反应性、导电性和导热性可能与合金的组成元

素尚有类似之处，但是合金的抗拉強度和抗剪強度却通常与组成元素的性质有很

大不同。这是由于合金与单质中的原子排列有很大差异。

少量的某种元素可能会对合金的性质造成很大的影响。例如，铁磁性合金中

的杂质会使合金的性质发生变化。

不同于纯净金属的是，多数合金没有固定的熔点，温度处在熔化温度范围间

时，混合物为固液并存状态。因此可以说，合金的熔点比组分金属低。常见的合

金中，黄铜是由铜和锌的合金；青铜是锡和铜的合金，用于雕像、装饰品和教堂

钟。一些国家的货币都会使用合金（如練合金）。

四、金属的化学性质

金属分为活性金属和钝性金属两种。根据金属活动性顺序，氢前金属称为活

性金属，氢后金属就是钝性金属。

钾钙钠镁铝锌铁锡铅（氢）铜汞银钳金

1•氢前面的金属能与弱氧化性强酸反应，置换出酸中的氢（浓硫酸、硝酸强

氧化性強酸与金属反应不生成氢气）。

如：Fe+2HC1二FeCU+H2T

2•活动性强的金属能与活动性弱的金属盐溶液反应。

3.大多数金属能与氧气反应。

4•排在H前面的金属，理论上讲都能与水发生化学反应。在常温下，钾，钙，

钠等能与水发生剧烈反应，镁、铝等能与热水反应，铁等金属在高温下能与水蒸

气反应。

5•金属均无氧化性，但金属离子有氧化性，活动性越弱的金属形成的离子氧

化性越强。

6•金属都有还原性，活动性越弱的金属还原性越弱。

（1）金属和氧气的反应

①镁在常温下能发生缓慢氣化，但在点燃情况下能发生剧烈燃烧，发出耀眼

占燃

白光，放出热量，生成白色固体。反应方程式为2Mg+02E2MgO

②常温下，铝在空气中会发生缓慢氧化,在表面生成一层致密的氧化物薄膜，

可以避免铝被进一步被氧化，因而铝具有良好的抗腐蚀性。

③铁在常温下在干燥的空气中很难与氧气反应。常温下在潮湿的空气中，铁

与空气中的氧气和水分作用红色疏松物质铁锈（化学式为Fe2（）3）。铁在氧气中点

燃时剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色物质，反应方程式为

点燃

3Fe+202Fe304

④铜在干燥的空气中不与氧气反应，在潮湿的空勺中能与氧气、二氧化碳和

水反应，所以在红色物质表面还生成一种绿色物质，反应方程式为

点燃

2cliu+CO2+。2+H2O^=CU2（OH）2CO3〇

△

但在空气中加热时，铜丝表面会变黑，反应方程式为2CU+O2=^=2CUO。

（2）金属和酸的反应

①金属能和盐酸或稀硫酸反应，生成盐和氢气，反应的剧烈程度可以反映金

属的活泼性程度，也即金属活动性。

②写出镁、锌、铁和盐酸、硫酸反应的化学方程式：

Mg+2HC1=MgCl2+H2TMg+H2SO4=MgSOj+H2T;

Zn十2HC1=ZnCl2十H2TZn十H2SO4=ZnSO4十H2T

Fe+2HC1=FeCl2+H2TFe+H2SO4=FeSO4+H2T

③置换反应是指一种单质于一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合

物的反应。

（3）金属和盐的溶液的反应

①写出铝丝和硫酸铜溶液、铜丝和硝酸银溶液反应的化学方程式并简述反应

现象：

A.铝丝和硫酸铜溶液反应：化学方程式：2A1+3CUSO4=3CU+A12（SO4）3O

现象：铝丝表面有红色物质析出，溶液由蓝色变成无色。

B.铜丝和硝酸根反应：化学方程式：Cu+2AgNO3=2Ag+Cu（NOj2。现

象：铜丝表面有银白色物质析出，溶液由无色变成蓝色

五、金属的冶炼

金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程。用碳、一氧化碳、氢气等还

原剂与金属氧化物在高温下发生还原反应，获得金属理质。

冶炼原理

1•还原法：金属氧化物（与还原剂共热）T游离态金属。

2•置换法：金属盐溶液（加入活泼金属）一游离态金属。

3.电解法：熔融金属盐(电解)T游离。

例题精讲

一、置换反应

【例】置换反应是化学反应的基本类型之一。

(1)金属与金属的化合物溶液之间的置换反应，一般是活动性较强的金属

可把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来，如铜和硝酸银溶液反应，其化学

方程式为。

(2)非金属单质也具有类似金属与金属的化合物溶液之间的置换反应规律,

即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其金属的化合物溶液中置换

出来，如在溶液中可发生下列反应：

Cl2+2NaBr=2NaCl4-Br2;I2+Na2S=2NaI+S>k；Br2+2KI=2KBr+12,由

此可判断：

①S、Cl2>I2>Br2汚动性由強到弱顺序是。

②下列化学方程式书写错误的是。

A.C12+2NaI=2NaCl+レB.レ+2KBr=2KI+Br2

C.B^+Na2s=2NaBr+SJD.C12+K2S=2KC1+S1

二、合金的物理性质和化学性质

【例1】合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)

熔合而成的具有金属特性的物质。一般来说，合金的熔点低于其中

任何一个组成金属的熔点。下表是一些金属熔点的数据。

金属铜锌锡铅紹镉

熔点/℃1083419.6231.9327.5271.3320.9

(1)铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图1所示的关系,

其中横坐标表示的是锡的质量分数；当合金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比

为________

(2)保险丝由例、铅、锡、镉等金属组成，其熔点约为.

A.20〜40℃B.60~80℃

C.230~250℃D.300~320℃

（3）青铜器的主要成分是铜锡合金。崭新的青铜器呈土黄色。当青铜器长

期埋在地下，逐渐形成了绿色的銅绿[主要成分CX（OH）2co3],从其化学式可知,

铜绿是铜与（填物质的化学式）长期作用的结果。

【例2】己知：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O（NaAlO?溶于水）。将5.1g

镁铝合金溶于29.4%100g硫酸溶液中，合金完全溶解后加入26%100g氢氧化钠

溶液，得到沉淀的质量为9.7g,继续滴加氢氧化钠溶液时沉淀会减少，则反应中

生成气体的质量为（）。

A.2gB.lgC.0.5gD.0.25g

【变式训练1】铁和铁合金是生活中常用的材料，下列说法屮正确的是

（）o

A.不锈钢是铁合金，只含金属元素

B.生铁的含碳量比铁低

C.铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应

D.铁合金的熔点低于铁的熔点

【变式训练2】制取合金常用的方法是将两种或多种金属（或非金属）加热

到某一定温度，使其全部熔化，再冷却成为合金。根据下表中的数据判断（其他

条件均满足），下列合金不宜采用上述方法制取的是（）。

金属NaMgAlCuFe

熔点/c97.564966010831535

沸点グC18831090246725672750

A.Fe-Cu合金B.Mg-Fe合金C.Na-A1合金D.Fe-A1合金

【变式训练3】鸨是熔点最高的金属，是重要的战略物资，广泛用于钢铁工

业、电真空照明材料等方面。鸨在自然界主要以铸（+6价）酸盐的形式存在。有

开采价值的鸨矿石是白鸨矿和黑鸨矿。黑鸽矿的主要成分是铁和孫的鸨酸盐，化

学式常写成FeWO,、MnWO4O黑鸽矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法（如图

2,已知铸酸是一种难溶性強酸、对热不稳定）。

......►渡液

NaOH、空ヽユ處＞」塊.「•一

黑鸽小熔融,

一►泣液“暹尊」叫

含（A）-------A沉淀B培烧＞产品C

图2

其中A、B、C都是結的化合物。

（1）写出A的化学式：A；写出生成B的化学方程式:

;由产品C得到高纯度的鸽，应该用H2做还原剂，写出用H2

还原三氧化鸨的化学方程式:______________________________________________

（2）目前，冶炼拉制鸨丝的金属鸨，都用组成为非整比的鸨氧化物为原料，

这种氧化鹤中存在五价和六价两种价态的售。试确定组成为WON9的氧化鸽中这

两种价态的鹤原子数之比等于。

三、金属和酸反应制取氢气

1•金属能和盐酸或稀疏酸反应，生成盐和氢气，反应的剧烈程度可以反映金

属的活泼性程度，也即金属活动性。

2.写出镁、锌、铁和盐酸、硫酸反应的化学方程式：

Mg+2HC1=MgCl2++H2TMg+H2soa=MgSO4+H2T

Zn+2HCl=ZnCl24-H2TZn+H2SO4=ZnSO4+H2T

Fe4-2HCl=FeCl2+H2TFe+H2SO4=FeSO4+H2T

3•制氢气坐标图

从图像上看生成氢气的多少，只需看线高低，线越高表示生成氢气越多，线

越低表示生成氢气越少；通过曲线的斜率来判断金属的活动性，斜率越大，反应

的速率越快，则金属的活动性越強。

情况一、将相同质量挟、锌、镁、铝分别投人足量的稀盐酸中，则产生气体

质量由多到少的顺序是；产生氢气的速率由快到慢的顺序是。

情况二、将足量铁、锌、镁、铝分别投入一定量的稀盐酸中的图像

情况三、质量相等的镁、铝、锌、铁四种金属分别与足量的硫酸溶液反应,

产生氢气的质量与四种金属质量的关系图像（纵坐标是氢气，横坐标是金属的质

量或酸的质量）

氢氢気

气

气气

的

的的

质质质

量量量

间

反应时

间

反应时

质量

金属

情况三

情况二

情况一

图3

率比

，看效

过量

，酸

不足

金属

（1）

a

应（N

酸反

稀硫

量的

且过

浓度

量等

等质

Fe和

Zn、

Al、

Mg、

Na、

量的

等质

假

示：

。（提

下表

，完成

速率

量和

的质

氢气

生成

比较

气），

生氢

应产

水反

是和

本质

）

98克

质量

s0,

质H2

中溶

硫酸

，稀

为1克

量均

属质

设金

。

质量

原子

相对

除以

合价

于化

比等

效率

金属

完，

属用

，金

过量

：酸

核心