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1课题2金属的化学性质一、金属与氧气的反应金属条件现象化学方程式或结论镁常温下（空气中）在空气中表面逐渐变暗，生成白色固体。2Mg＋O22MgO点燃时（空气中）剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体。2Mg＋O2点燃2MgO铝常温下（空气中）在空气中表面逐渐变暗，生成致密的氧化膜。4Al＋3O22Al2O3点燃（氧气中）火星四射，放出大量的热，生成白色固体。4Al＋3O2点燃2Al2O3铁常温（干燥空气）无明显现象。很难与O2反应。常温（潮湿空气）铁和空气中的氧气、水共同作用生成比较疏松的暗红色物质——铁锈。铁锈主要成分Fe2O3•xH2O点燃（氧气中）剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热。3Fe＋2O2点燃Fe3O4铜常温（干燥空气）无明显现象。几乎不与氧气反应加热（空气中）红色固体逐渐变成黑色。2Cu＋O22CuO常温（潮湿空气）铜和空气中的氧气、水、二氧化碳反应生成一种绿色物质碱式碳酸铜（俗称铜绿）：Cu2(OH)2CO3金高温无明显现象不与氧气反应结论大多数金属都能与氧气发生反应，但反应的难易和剧烈程度不同。注意：铝、锌虽然化学性质比较活泼，但是它们在空气中与氧气反应表面生成致密的氧化膜，阻止内部的金属进一步与氧气反应。因此，铝、锌具有很好的抗腐蚀性能。二、金属与酸的反应：金属活动顺序表中，位于氢前面的金属才能和稀盐酸、稀硫酸反应，放出氢气，但反应的剧烈程度不同。越左边的金属与酸反应速率越快，铜和以后的金属不能置换出酸中的氢。金属＋酸盐＋H2↑（注意化合价和配平）Mg＋2HClMgCl2＋H2↑Mg＋H2SO4MgSO4＋H2↑2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑2Al＋3H2SO4Al2(SO4)3＋3H2↑Zn＋2HClZnCl2＋H2↑Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑（实验室制取氢气）Fe＋2HClFeCl2＋H2↑（铁锅有利身体健康）（注意Fe化合价变化：0→＋2）Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑（注意Fe化合价变化：0→＋2）注意：在描述现象时要注意回答这几点：金属逐渐溶解；有（大量）气泡产生；溶液的颜色变化。2三、金属与盐溶液的反应：金属活动顺序表中，前面的金属能将后面的金属从它的盐溶液中置换出来。（钾钙钠除外）金属＋盐新金属＋新盐Fe＋CuSO4Cu＋FeSO4（铁表面被红色物质覆盖，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色）（注意Fe化合价变化：0→＋2）不能用铁制器皿盛放波尔多液，湿法炼铜的原理Cu＋2AgNO32Ag＋Cu(NO3)2(铜表面被银白色物质覆盖，溶液由无色逐渐变成蓝色）Fe＋2AgNO32Ag＋Fe(NO3)2(铁粉除去硝酸银的污染，同时回收银）（注意Fe化合价变化：0→＋2）现象的分析：固体有什么变化，溶液颜色有什么变化。四、置换反应：一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。单质＋化合物新单质＋新化合物A＋BCB＋AC初中常见的置换反应：（1）活泼金属与酸反应：如Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑（2）金属和盐溶液反应：如Fe＋CuSO4Cu＋FeSO4（3）氢气、碳还原金属氧化物：如H2＋CuOCu＋H2OC＋2CuO2Cu＋CO2↑五、金属活动顺序表KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金属活动性由强到弱应用：1、在金属活动顺序表中，金属位置越靠前（即左边），金属的活动性越强。（即越靠近左边，金属单质越活泼，对应阳离子越稳定；越靠近右边，金属单质越稳定，对应阳离子越活泼。）2、在金属活动顺序表中，位于氢前面的金属能将酸中的氢置换出来，氢以后不能置换出酸中的氢。注意：（1）浓硫酸、硝酸除外，因为它们与金属反应得不到氢气。（2）铁和酸反应化合价变化：由0价→＋2价。3、在金属活动顺序表中，前面的金属能将后面的金属从它的盐溶液中置换出来。【可以理解为弱肉强食，弱的占位置（离子或化合物的位置）占不稳，被强的赶走；强的占位置占得稳，弱的不能将它赶走！】注意：（1）K、Ca、Na除外，因为它们太活泼，先和水反应。如2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑（2）变价金属Fe、Cu、Hg发生这种置换反应，化合价变化：由0价→＋2价。金属化学性质的中考考点知识：1、比较金属活动性强弱方法：弱肉强食，能反应的是强的把弱的赶走，与酸反应越剧烈，说明活动性越强；不能反应的是弱的赶不走强的。例：X、Y、Z是三种不同的金属，将X、Y分别放入稀盐酸中，只有X表面产生气泡；将Y、Z分别放入硝酸银溶液中，一会儿后，Y表面有银析出，而Z无变化。根据以上实验事3实，判断三种金属的活动性顺序为（）A、X＞Y＞ZB、X＞Z＞YC、Z＞X＞YD、Y＞Z＞X分析：X、Y与酸反应得出X＞H＞Y，Y、Z与硝酸银反应得出Y＞Ag＞Z，在金属活动表中画出ZAgYHX2、设计实验探究和验证金属活动性顺序【规律方法】初中阶段，金属活动性的比较主要是针对两种金属或三种金属。它们的活动性比较在设计上有一定的规律和技巧。1．两种金属活动性的比较(1)采用“一金一盐”方法(K、Ca、Na除外)：即一种是金属单质，另一种金属则采用其盐溶液。操作是将该金属单质A放入到另一金属B的化合物溶液中，如果能反应，则活动性：A＞B，如果不能反应，则活动性：A＜B。(2)采用“二金一酸”方法(适用于至少一种氢前金属)：即两种都是金属单质，再加上一种酸（稀盐酸或稀硫酸）。操作是将两种金属单质A、B分别放入到酸溶液中，如果A能反应而B不能反应，或A比B放出氢气速率快，则活动性：A＞B，反之，则活动性：A＜B。2．三种金属活动性的比较(1)排好金属活动性顺序后，采用“两边金属中间盐”。(2)排好金属活动性顺序后，采用“中间金属两边盐”。例、某研究性学习小组，设计实验一次性验证铁、锌、铜三种金属活动性的实验，每种方案如下，可行的方案是（）A．锌、硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液B．铁、锌、硫酸铜溶液C．锌、铜、硫酸亚铁溶液D．铁、铜、硫酸锌溶液分析：活动性顺序：Zn＞Fe＞Cu，两边金属中间盐：Zn、Cu、FeSO4溶液中间金属两边盐：Fe、ZnSO4溶液、CuSO4溶液金属化学性质的拓展知识：1、金属与酸反应放出氢气的规律：（1）金属越靠近左边，与酸反应越剧烈，放出氢气的速率越快，在图像上表现为越陡。（2）金属与足量的酸反应产生相同质量的氢气，则金属质量与转化为＋2的金属相对原子质量成正比。（3）相同质量的金属与足量的酸反应产生的氢气质量比与转化为＋2的金属相对原子质量4tMgmAlmMgtAlAlmtMgtMgmAl成反比（即与倒数成正比）。（4）相同质量的酸完全反应，产生的氢气质量相等（不管和什么金属反应，酸中的H＋全部转化为H2，所以质量相等）（5）金属与酸反应，溶液质量逐渐增加，密度逐渐增大（溶液体积的变化忽略不计）。小结：金属M（假设化合价为＋n），与酸反应产生氢气可以用下列两个关系式表示：n2M～2H＋～H2M～nH＋～2nH2例1、Mg、Al与足量的酸反应产生的氢气质量相等，则Mg、Al的质量比为分析：Mg～H232Al～H224232×27＝182∴Mg、Al质量比为24:18＝4:3（即与转化为2价的金属相对原子质量成正比）例2、相同质量的Mg、Al与足量的酸反应产生的氢气质量比为分析：令金属的质量为单位1，则由关系式可得Mg～H232Al～H224232×27＝1821x＝2×2411y＝2×181∴产生氢气质量比为241:181＝3:4（即与转化为2价的金属相对原子质量成反比）例3、室温下，等质量的镁片和铝片分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量(m)与时间(t)的关系图正确的是（）A.B.C.D.分析：由金属活泼性可得，Mg＞Al，所以镁比铝图像要陡；Mg～H232Al～H2242182∴成反比Al产生氢气多，故选C。例4、由两种金属组成的混合物共20g，与足量的稀盐酸充分反应后，共放出氢气1g，则原混合物可能是（）A、Zn和CuB、Zn和FeC、Zn和MgD、Mg和Al5分析：方法1：极值法假设20g全部是一种金属，应该放出氢气的质量如下Zn～H2Cu产生氢气为0Fe～H2Mg～H232Al～H265256224218220g1g20g1g20g1g20g1g方法2：极值法假设1g氢气全部是一种金属产生的，应该需要的金属质量如下Zn～H2无论多少铜都Fe～H2Mg～H232Al～H2652不能产生1g氢气56224218220g1g铜＞20g20g1g20g1g20g1g方法3：平均相对分子质量法：假设金属的化合价为＋2M～H2Zn～H2Fe～H2Mg～H232Al～H2铜不产生氢气x＝402652562242182认为相对原子20g1g质量无限大2、金属和盐溶液反应的规律：（1）几种金属同时放入一中弱盐溶液中，活动性强的先反应（可以理解为弱的先被最强的赶走）；一种金属放入几种弱盐的混合溶液中，先和最弱的盐溶液发生反应（可以理解为强的先赶走最弱的）。总之，隔得远的先反应。如：将Zn、Fe同时放入CuSO4溶液中，锌先和硫酸铜溶液反应，然后铁再和硫酸铜溶液反应。将Fe放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中，铁先和硝酸银溶液反应，然后再和硝酸铜溶液反应。（2）金属与盐溶液的反应，若金属质量增加，则盐溶液质量减少，密度减小（溶液体积变化忽略不计）；若金属质量减小，则盐溶液质量增大，密度增大（溶液体积变化忽略不计）。要根据对应的化学方程式，根据差量法进行判定。例：在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后，过滤，下列情况不可能成立的是（）A、滤液成分为Fe2+、Ag+和Cu2+，滤渣成分为AgB、滤液成分为Fe2+和Cu2+，滤渣成分为Ag和CuC、滤液成分为Fe2+和Cu2+，滤渣成分为Ag、Cu和FeD、滤液成分为Fe2+和Cu2+，滤渣成分为Ag分析：发生两个反应先后顺序为：Fe＋2AgNO32Ag＋Fe(NO3)2……①Fe＋Cu(NO3)2Cu＋Fe(NO3)2……②可能出现的情况：6（1）①中Fe不足，②不发生。滤液：Fe2+、Ag+和Cu2+滤渣：Ag（2）①恰好完全反应，②不发生。滤液：Fe2+和Cu2+滤渣：Ag（3）①反应后，②中Fe不足。滤液：Fe2+和Cu2+滤渣：Ag、Cu（4）①反应后，②恰好完全反应。滤液：Fe2+滤渣：Ag、Cu（5）①②反应后，Fe过量。滤液：Fe2+滤渣：Ag、Cu、Fe小结：分析反应后的成分问题，我们应该考虑生成什么，剩余什么．．．．．．．．．。．这种类型的题目，我们首先写出化学方程式，第一个反应一定发生，一定有Ag和Fe2+，其余成分只需考虑滤液和滤渣不发生化学反应即可。本题中C选项Fe能和Cu2+反应，所以不可能出现该情况。例2、把锌片分别插入一定浓度的足量FeSO4、CuCl2、AgNO3三种溶液中，假定单位时间内消耗Zn质量相等，剩余的锌片和附着的金属质量（即固体质量）如图所示。则A表示溶液，B表示溶液，C表示溶液。分析：Zn＋FeSO4Fe＋ZnSO46556Zn＋CuCl2Cu＋ZnCl26564Zn＋2AgNO32Ag＋Fe(NO3)265216ABC反应时间固体质量