第一讲 金属的化学性质 知识讲解 （考什么，学什么，轻松提成绩！） 知识点一 金属与氧气的反应 反应条件 金属 现象 化学方程式 常温下反应 镁 ①打磨过的镁条在空气中逐渐变暗； ①常温下： 2Mg+O2=2MgO 铝 点燃或加热 铁 时反应 ①打磨过的铝条在空气中逐渐变暗，生成一层致 ①常温下： 密的氧化膜； 4Al+3O2=2Al2O3 ①常温下，在干燥空气中铁很难与氧气反应； ②点燃时：3Fe+2O2 = Fe3O4 点燃 ②点燃后，在氧气中剧烈反应。 高温不反应  铜 加热后，表面会生成黑色物质。 ②加热时：2Cu+O2 = 2CuO 金 在空气中加热不变色 无 归纳总结 1．反应条件分为三种：①常温、②加热（或点燃）、③高温。反应条件越容易，说明金属越活泼。 2．铝制品和金制品都能耐腐蚀，但原理不同。 ①铝原理：铝与氧气反应形成一层致密的氧化膜，能阻止铝进一步腐蚀。此是一个化学反应过程。 ②金原理：金的化学性质稳定，不与氧气反应。 知识点二 金属与酸的反应 1．镁、锌、铁、铜与盐酸、硫酸反应 金属 镁 现象 化学方程式 反应程度 溶液颜色及现象 稀盐酸 稀硫酸 剧烈反应， 溶液仍为无色，有大量气泡。 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ 不反应 不反应 生成的气体能燃烧并产生淡蓝 色火焰 锌 较剧烈反应 溶液仍未无色，有大量气泡 铁 反应缓慢 溶液由无色逐渐变为浅绿色。 铜 无任何现象 归纳总结 1．四种金属的活动性由强到弱的顺序：Mg>Zn>Fe>Cu。 2．酸最好选择稀硫酸。因为浓硫酸具有氧化性，与活泼金属反应生成 SO2，不生成 H2。 3．常见有颜色的盐溶液：Cu2+：蓝色；Fe2+：浅绿色；Fe3+：黄色； 练1 下列实验现象的描述正确的是（ ） A．铁钉放在硫酸铜溶液中：银白色固体表面有紫红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色 B．一氧化碳在空气中燃烧：火焰淡黄色，放出大量的热 C．将生锈的铁钉放入稀硫酸中：开始时溶液由无色变为浅绿色 D．生石灰中加入一定量的水：白色固体变成白色浆液，吸收大量的热 2．置换反应 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ 单质 化合物 化合物 单质 1．定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。 2．特点：A+BC AC+B 化合反应、分解反应、置换反应的比较 反应类型 特点 化合反应 多变一 分解反应 一变多 置换反应 一换一 举例 简单表示 2H2O A+B+……→C 2H2O＋O2↑ A→C+B+…… ZnSO4＋H2↑ A+BC→B+AC 2H2＋O2 2H2O2 H2SO4＋Zn 归纳总结 1．由于置换反应是单质与化合物反应生成新的单质和新的化合物，单质中元素的化合价为 0，化合物中元 素的化合价不为 0，因此置换反应中一定有元素化合价发生变化。 2．置换反应中的单质不一定是金属单质。 3．金属与酸反应后金属质量减少，溶液质量增加。 练1 下列化学反应中不属于置换反应的是 A. Fe+H2SO4=FeSO4 +H2↑ C. Cl2+2NaI=2NaCl +I2 练2 B. CO+CuO △ Cu+CO2 D. Fe + CuSO4=FeSO4+ Cu 下列属于置换反应的是 A．2H2O C．NaOH+HCl 2H2↑+O2↑ NaCl+H2O B．S+O2 D．2Al+6HCl SO2 2AlCl3+3H2↑ 知识点三 金属活动性顺序 1．金属活动性顺序的内容 （1）规律 钾钙钠镁铝，锌铁锡铅氢，铜汞银铂金。（嫁给那美女） （2）意义 在金属活动性顺序表中： ①金属的位置越靠前，它的活动性就越_____________。 ②位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸（不可以用浓硫酸和硝酸）中的______。 ③位于前面的金属（钾、钙、钠除外）能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里__________出来。当金 属与两种以上盐溶液反应时，优先置换出__________的金属。即：前置后，盐可溶，钾、钙、钠除外，不 活泼金属的盐溶液优先。 练1 下列金属中，金属活动性最强的是（ A．铝 练2 B．铁 ） C．铜 D．金 金属 X 在溶液中的活动性是 Ag<X<Al，下列对金属 X 化学性质的预测一定正确的是（ A．X 能与 Al2(SO4)3 溶液反应 B．常温时，X 能与 O2 反应 C．X 能与 AgNO3 溶液反应 D．X 能与稀盐酸反应 练3 ） 化学趣味小组在学习了金属的化学性质后，对金属 R 的活动性进行探究发现：将金属 R 放入稀盐酸 中，观察到有气泡产生（该反应的化学方程式可表示为：R+2HCl2=RCl2+H2↑），将 R 放入 ZnSO4 溶液中无 任何变化。下列化学方程式书写错误的是（ ） A．R+MgSO4=RSO4+Mg B．R+CuSO4=RSO4+Cu C．R+H2SO4=RSO4+H2↑ D．2A1+3RSO4=Al2（SO4）3+3R 2．金属活动性强弱比较的实验设计 判断依据 实验设计 结论 金属与酸反应 将金属放入相同浓 能反应则金属在金属活动性顺序中位于 H 前；不能反应则位于 度的酸溶液中 H 后。 金属与酸反应的 取相同质量的金属 反应速率大的金属更活泼 速率大小 放入到相同浓度的 酸溶液中 金属 A 与另一种 将金属放入到另一 金属 B 的盐溶液 种金属的盐溶液中 若 A 能置换 B，则 A 的活动性比 B 强；反之则比 B 弱 归纳总结 1．一般指的是盐酸和稀硫酸，当金属与浓硫酸或硝酸反应时不产生氢气，因为浓硫酸和硝酸都具有强氧化 性。 2．金属跟金属化合物溶液发生置换反应时，不能用很活泼的钾，钙，钠等，因为这些金属常温下能和水发 生反应，不能置换出金属化合物溶液中的金属。如 Na 那放入 CuSO4 溶液中发生的化学反应 2Na+2H2O= 2NaOH+H2↑ 练1 2NaOH+ CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2 SO4 有 X、Y、Z 三种金属片,分别放入稀硫酸中,X、Z 表面有气泡产生,Y 没有明显现象，X 放入 ZCln 溶 液,没有明显现象。判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ） A．X>Y>Z D．Y>X>Z 练2 B．Z>X>Y C．X>Z>Y 某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，他设计了以下四种实验方案，其中能达到目的是( A. 将 Fe、Cu 分别加入 AgNO3 溶液中 B. 将 Fe、Cu、Ag 分别加入稀盐酸中 C. 将 Fe 分别加入 CuSO4、AgNO3 溶液中 D. 将 Fe、Ag 分别加入 CuSO4 溶液中 ) 3．金属与金属化合物溶液反应后滤液、滤渣成分的判断 1．活动性强的金属优先置换出活动性最弱的金属，再置换出活动性较弱的金属。 2．多种活泼金属单质与一种不活泼金属化合物溶液反应时，活动性最强的金属优先反应，然后是活动性较 弱的金属反应。 3．根据反应物量的不同，反应分三种情况：部分反应、恰好完全反应、过量，据此分析滤液和滤渣的成分。 练1 在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，滤液仍为蓝色，滤渣中所含物 质不可能的情况是( ) A．可能有银和铜，没有锌 B．可能只有银，没有铜和锌 C．一定有银，可能有铜和锌 D．一定有银、没有锌，可能有铜 知识点四 流程题——金属回收利用问题 练1 某校化学社团—“拉瓦锡实验室”的活动丰富多彩。他们在实验室废液桶中收集了含有大量 FeSO4、 CuSO4 的废水，为防止废水直接排放到下水道造成重金属污染和浪费，设计了如图所示 （1）整个实验过程中多次采用过滤，该操作用到的玻璃仪器有烧杯、________和玻璃棒。 （2）所加物质 X 是________________________（填名称） ，其加入废水后发生反应的化学方程式为 ____________________________________。溶液 Y 是____________（填名称）；固体 A 中含有的物质是 ____________（填化学式）。 （3）该小组的同学又收集到一些含硝酸银、硝酸铜的混合废液，同学们向其中加入一定量锌粉，反应停止 后过滤，滤液仍为蓝色。则下列有关判断正确的是____________（填字母） 。 A 滤渣中一定有银，没有铜和锌 B 滤渣中一定有银和锌，可能有铜 C 滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银 D 滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜，可能有硝酸银 知识点五 金属与酸反应的图像 1．Zn、Mg、Fe 与盐酸反应图像 1．等质氢图 思考与交流 1、过量的 Al、Fe 与少量且等质量的稀盐酸反应，哪个金属率先反应完酸？ 2、产生的氢气由金属还是稀盐酸决定？反应完全后，氢气的质量相等吗？ 两种金属反应产生的氢气质量相同，此图反映了两种情况： （1）酸不足，金属过量，产生的氢气质量由酸的质量决定。 （2）酸足量，产生的氢气质量由金属的质量决定，产生氢气的质量相同。如 18 g 铝和 56 g 铁分别投入足 量的稀硫酸中反应产生的氢气质量相同。 2．等质等价金属图 思考与交流 1、计算均为 1g 的 Mg、Zn、Fe 与足量的稀盐酸反应，得到多少 g 的 H2？并做个比较。 2、思考金属的相对原子质量与 m(H2)的关系？ 3、尝试根据 Mg、Zn、Fe 的活泼性、产物 H2 的质量，绘制反应时间（t）—氢气质量（m(H2)）的图像。 如等质量的镁、铁、锌与足量的酸反应生成的金属离子都为＋2 价，产生氢气的速率和质量不同。此图反映 出： （1）金属越活泼，曲线越陡，如 Mg 线比 Zn 线陡，Zn 线比 Fe 线陡。 （2）金属的相对原子质量越小，产生氢气越多，曲线的拐点越高，消耗的酸也越多。 可简单概况为“越陡越活，越高越小”。 练1 等质量的 M、N 两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应(已知 M、N 在生成物中均为+2 价)，生成氢气质量和反应时间的关系如图所示，下列叙述正确的是( A．M、N 两种金属中较活泼的是 N B．生成 H2 的质量 M＜N C．相对原子质量较小的是 M D．产生 H2 的速率 N＞M 练2 等质量的下列金