资源描述
<p>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＋O22MgO
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＋3O22Al2O3
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＋2O2Fe3O4
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。
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＋H2O C＋2CuO2Cu＋CO2↑
五、 金属活动顺序表
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。根据以上实验事实，判断三种金属的活动性顺序为（ ）
A、 X＞Y＞Z B、X＞ Z＞ Y C、Z＞ X＞Y D、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
2、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：
M～2H＋～H2 M～nH＋～H2
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 ～ H2 Al ～ H2
24 2 ×27＝18 2
∴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 ～ H2 Al ～ H2
24 2 ×27＝18 2
1 x＝2× 1 y＝2×
∴产生氢气质量比为:＝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 （ ）
t
Mg
m
Al
m
Mg
t
Al
Al
m
t
Mg
t
Mg
m
Al
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 ～ H2 Al ～ H2
24 2 18 2 ∴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Cu B、Zn和Fe C、Zn和Mg D、Mg和Al
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 ～ H2 Cu产生氢气为0 Fe ～ H2 Mg ～ H2 Al ～ H2
65 2 56 2 24 2 18 2
20g 1g 20g 1g 20g 1g 20g 1g
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 ～ H2 Mg ～ H2 Al ～ H2 65 2 不能产生1g氢气 56 2 24 2 18 2
20g 1g 铜＞20g 20g 1g 20g 1g 20g 1g
方法3：平均相对分子质量法：假设金属的化合价为＋2
M ～ H2 Zn ～ H2 Fe ～ H2 Mg ～ H2 Al ～ H2 铜不产生氢气
x＝40 2 65 2 56 2 24 2 18 2 认为相对原子
20g 1g 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Ag
B、滤液成分为Fe2+和Cu2+，滤渣成分为Ag和Cu
C、滤液成分为Fe2+和Cu2+，滤渣成分为Ag、Cu和Fe
D、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 ……①
Fe＋Cu(NO3)2Cu＋Fe(NO3)2 ……②
可能出现的情况：
（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＋ZnSO4
65 56
Zn＋CuCl2Cu＋ZnCl2
65 64
Zn＋2AgNO32Ag＋Fe(NO3)2
65 216
6</p>
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