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知识管理归类探究当堂测评分层作业第九单元金属第二节金属的化学性质第1课时金属与氧气、酸的反应知识管理1．金属与氧气的反应反应式：____Al＋____O2________________Fe＋______O2________________Cu＋O2__________易错易淆：铝比铁更易与氧气或其他物质发生化学反应。在常温下铝很容易跟氧气反应生成致密而坚固的氧化铝薄膜，对铝制品起到保护作用。点燃432Al2O332Fe3O422CuO点燃2．某些金属与稀盐酸、稀硫酸的反应反应式：Fe＋____HCl===________________Fe＋H2SO4===_________________Al＋____HCl===__________________Al＋____H2SO4===________________注意：铁在与稀盐酸的置换反应中，生成显＋2价的亚铁化合物，使溶液由无色变成浅绿色。2FeCl2＋H2↑FeSO4＋H2↑262AlCl3＋3H2↑23Al2(SO4)3＋3H2↑3．置换反应定义：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，这类反应叫作置换反应。表达式：A＋BC―→B＋AC归类探究类型之一金属与氧气的反应下列化合物中，不能通过金属与氧气反应而得到的是()A．Al2O3B．Fe3O4C．CuOD．Au2O3【解析】金的化学性质很稳定，一般不与其他物质反应，故不能与氧气反应得到其氧化物。D金属材料应用广泛。(1)铝具有很好的抗腐蚀性能，是因为铝在空气中能与氧气反应，在其表面生成一层致密的薄膜，该反应的化学方程式为____________________。(2)铁合金的抗腐蚀性能比纯铁____。铁制品锈蚀，可用稀硫酸除去其表面的铁锈，反应的化学方程式为__________________________________。4Al＋3O2===2Al2O3强Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O【解析】(1)铝和氧气反应的化学方程式为4Al＋3O2===2Al2O3。(2)铁合金的抗腐蚀性能比纯铁强；铁制品锈蚀，实际上是铁跟空气中的水和氧气发生了化学反应，可用稀硫酸除去其表面的铁锈，反应的化学方程式为Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O。类型之二金属与酸的反应[2018·自贡]现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为＋2)。则下列说法中错误的是()A．金属活动性：乙甲丙B．生成氢气的质量：甲乙丙C．相对原子质量：乙丙甲D．消耗硫酸的质量：甲乙丙C【解析】根据所学知识和题中信息知，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，越活泼反应越快，故A正确；生成氢气的质量：甲＞乙＞丙，故B正确；等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，说明金属均已全部反应完，甲、乙、丙在生成物中化合价均为＋2，生成氢气质量是甲＞乙＞丙，则相对原子质量是甲＜乙＜丙，故C错误；氢来源于酸，产生的氢气质量越多，消耗硫酸的质量越多，故D正确。类型之三置换反应的判断人类从石器时代进入铜器时代，继而进入铁器时代，铜作为金属材料一直被广泛应用着。下面冶炼铜的方法中，利用了置换反应的是()①C＋2CuO2Cu＋CO2↑；②CO＋CuOCu＋CO2；③H2＋CuOCu＋H2O；④Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。A．①②③B．①③④C．②③④D．①②④【解析】置换反应的特点是“单质＋化合物→另一种单质＋另一种化合物”，反应①③④是置换反应。【点悟】置换反应与前面学过的化合反应、分解反应一样，都属于化学反应的基本类型。高温B当堂测评1．小明家里收藏了一件清代的铝制佛像，该佛像至今仍保存十分完好。该佛像未锈蚀的主要原因是()A．铝不易发生化学反应B．铝的氧化物容易发生还原反应C．铝不易被氧化D．铝易被氧化，但表面的氧化铝薄膜具有保护内部铝的作用D2．下列化合物中，不能通过金属与酸反应而得到的是()A．ZnSO4B．FeCl3C．FeSO4D．AlCl33．[2017·郴州]下列金属单质不能与稀盐酸反应放出氢气的是()A．CuB．ZnC．MgD．Fe4．我国是世界上最早使用胆铜法冶炼铜的国家，冶炼过程中发生的一个主要反应是：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。该反应属于()A．化合反应B．置换反应C．分解反应D．复分解反应【解析】反应物是一种单质和一种化合物，生成物也是一种单质和一种化合物，故该反应为置换反应。BAB分层作业1．下列描述或判断正确的是()A．在常温下，铝比铁更容易被腐蚀B．未经打磨过的铝片放入稀盐酸中能立即并迅速地产生氢气C．在常温下，铝比镁更容易与氧气发生化学反应D．铝的表面具有一层致密的氧化膜D2．根据你的实验经验，下列几种金属投入到稀硫酸中产生氢气速度最快的是()A．铜B．锌C．铁D．镁3．为了更好地研究飞机事故的原因，每架飞机上都有黑匣子，用于记录出事时的数据。飞机的黑匣子内部保护存储数字信息的内存卡外壳是铝壳，环绕内存卡还有一铝薄层。有关铝的性质的说法中，不正确的是()A．选择金属铝作外壳是因为铝的密度小，以减轻黑匣子的重量B．这里的铝薄层可能是铝合金C．铝表面致密的氧化物薄膜阻止铝被进一步氧化D．铝在空气中不易被氧化DD【解析】选择金属铝作外壳是因为铝的密度小，以减轻黑匣子的重量，故A正确；“环绕内存卡还有一铝薄层”，这里的铝薄层可能是铝合金，故B正确；铝的活动性较强，在空气中易与氧气反应而被氧化，铝表面致密的氧化物薄膜阻止铝被进一步氧化，故C正确；铝在空气中不易被氧化，说法错误，铝的活动性较强，在空气中易与氧气反应而被氧化，故D错误。4．下列描述中，属于金属化学性质的是()A．铜是紫红色固体B．汞在常温下呈液态C．铝能与酸反应D．钠的质地较软5．将适量的铁粉投入到稀盐酸中，下列现象中不会出现的是()A．溶液变成浅绿色B．有无色气体产生C．铁粉不断减少D．有棕色沉淀生成CD【解析】铁与盐酸反应有氢气(无色气体)产生，还有FeCl2(溶液呈浅绿色)生成，同时铁由于不断反应而减少，不可能出现棕色沉淀。6．市面上有不法分子用黄铜(铜锌合金)制成假黄金首饰行骗，极大地损害了消费者的利益。根据你所学的化学知识，下列能够鉴别用黄铜做成的假黄金首饰的是()A．稀盐酸B．酚酞试液C．氢氧化钠溶液D．硫酸铝溶液【解析】根据金属的化学性质和金属的活动性顺序，黄铜(铜锌合金)中的锌能与稀盐酸反应，并产生气泡，故选A。A7．[2017·北京]硅是信息技术的关键材料。高温下氢气与四氯化硅(SiCl4)反应的化学方程式为2H2＋SiCl4Si＋4HCl，该反应属于()A．化合反应B．分解反应C．置换反应D．复分解反应高温C8．在天平两盘上的烧杯中，各放入质量相同的稀硫酸，调节天平至平衡。分别向两边烧杯各加入5g镁和5g铁，镁和铁全部反应后，天平的指针()A．偏向加铁的一边B．偏向加镁的一边C．仍停留在原来的位置D．无法确定【解析】由于投入等质量的镁和铁且都完全反应，所以关键看哪边产生氢气多，哪一边就轻，由于镁的相对原子质量小，等质量的镁和铁与酸反应，镁产生的氢气多，所以偏向加铁一边，故选A。A9．镁、铁在日常生活中都有较广泛的用途。如：(1)镁在空气中燃烧时，能发出耀眼的白光，可用来制造镁闪光灯，其反应的化学方程式为__________________________。(2)市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细小的还原性铁粉，铁粉与人体胃液中的盐酸反应转化为氯化亚铁，起到补血的作用，写出这个反应的化学方程式：_____________________________。2Mg＋O22MgOFe＋2HCl===FeCl2＋H2↑10．锌粉、铝粉、铁粉、镁粉的混合物3.8g与一定质量溶质质量分数为25%的稀硫酸恰好完全反应，将反应后的混合物蒸发水分得固体(不含结晶水)11g，则反应中生成氢气的质量为()A．0.15gB．0.20gC．0.30gD．0.45g【解析】根据题目信息可知，混合物和硫酸恰好完全反应，因此混合物和纯硫酸(H2SO4)的质量之和等于剩余固体和氢气的质量之和．反应前后硫酸根的质量＝(11g－3.8g)＝7.2g，则纯硫酸的质量＝7.2g÷＝7.35g．因此氢气的质量＝硫酸中的氢元素的质量＝7.35g－7.2g＝0.15g，故选A。9698A11．在定量研究金属与酸的化学反应时，绘制出如下图所示金属与氢气质量关系的图象，分析图象得到的以下结论中，正确的是()①Na、Mg、Zn三种金属都能置换出酸中的氢；②生成相同质量的氢气消耗金属的质量为Na＞Mg＝Zn；③生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的质量比为23∶24∶65；④生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的原子个数比为2∶1∶1。A．①②B．②③C．③④D．①④D【解析】由图可知，1.2g镁会生成0.1g氢气，3.25g锌会生成0.1g氢气，4.6g的钠会生成0.2g的氢气，故Na、Mg、Zn三种金属都能置换出酸中的氢，①正确；生成相同质量的氢气消耗金属的质量为Zn＞Na＞Mg，②错误；生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的质量比为46∶24∶65，③错误；根据2Na—H2，Mg—H2，Zn—H2，可知2Na—Mg—Zn，生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的原子个数比为2∶1∶1，④正确。12．在已调平的托盘天平两边各放一个等质量的烧杯，向烧杯中倒入质量相等，质量分数也相等的稀硫酸，然后在左边的烧杯中放入一定质量的金属X粉末，同时在右边的烧杯中放入与X等质量的金属Y粉末，观察到天平的指针先偏向左边，当两种金属完全溶解后，天平的指针偏向右边，则X、Y是下列组合中的()ABCDXMgZnZnFeYFeMgFeZnD【解析】开始时天平的指针先偏向左边，说明天平左边质量减少地较慢，即Y与酸反应比X剧烈，金属Y的活动性比X的活动性强。金属Mg、Fe、Zn的活动性从强到弱的顺序为Mg＞Zn＞Fe。最后偏向Y右边，说明到反应结束时左边产生气体较多，即等质量金属完全反应Y产生氢气的量小于X。等质量的Mg、Fe、Zn与足量的酸完全反应产生氢气质量从大到小的顺序为Mg＞Fe＞Zn。综上所述只有D符合。13．[2018·河南]有Mg、Al、Zn的混合物共7.2g，与足量的盐酸反应，生成H2的质量可能是()A．0.2gB．0.6gC．0.8gD．0.9g14．[2017·乌鲁木齐]废旧金属可以回收利用，用合金废料(含Fe、Cu和Al)制取FeSO4溶液和回收金属Cu。实验流程如图所示(部分生成物已略)：B(1)合金属于______(填“纯净物”或“混合物”)。(2)生活中铝比铁更耐腐蚀的原因____________________(用化学反应方程式解释)。(3)步骤A化学反应方程式表示为2Al＋2NaOH＋2R===2NaAlO2＋3H2↑，依据质量守恒定律推出R的化学式为________。(4)步骤B发生的化学方程式为_____________________；反应的基本类型为______________。混合物4Al＋3O2===2Al2O3H2OFe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑置换反应【解析】(1)合金是金属和金属或金属和非金属经过熔合得到的，混合物是由两种或多种物质组成的，所以合金属于混合物。(2)铝和氧气反应生成致密氧化膜(氧化铝)，化学方程式为4Al＋3O2===2Al2O3。(3)根据化学反应前后原子的种类和个数不变，得出R是H2O。(4)铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，该反应属于置换反应。15．某研究性学习小组在验证“镁条与稀盐酸”的实验时，发现一个意外现象：将镁条放入稀盐酸中，除了有气泡产生外，同时出现了灰白色浑浊。写出镁条与稀盐酸反应的化学方程式：________