1、第十单元 金属 第2课时 金属的化学性质,总纲目录,泰安考情分析,基础知识过关,课前速写 一、金属铁(Fe)的相关性质, 3Fe+2O2 Fe3O4 Fe+H2SO4 FeSO4+H2 (或 Fe+2HCl FeCl2+H2 ) Fe+CuSO4 FeSO4+Cu (不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液) 2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2 3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O, 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O (或 Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O ) Fe2(SO4)3+6NaOH 2Fe(OH)3+3Na2SO4 (或
2、FeCl3+3NaOH Fe(OH)3+3NaCl ) 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 二、金属铝(Al)的相关性质, 4Al+3O2 2Al2O3 (铝制品具有抗腐蚀性的原因) Al2O3+6HCl 2AlCl3+3H2O (或 Al2O3+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2O ) 6HCl+2Al 2AlCl3+3H2 (或 2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2 ), 2Al+3CuSO4 3Cu+Al2(SO4)3 三、金属铜(Cu)的相关性质 CuO+H2 Cu+H2O (合理即可) CuO+2HCl CuCl2+H2O (或 CuO+H2SO4 CuSO4+
3、H2O ) CuCl2+2NaOH Cu(OH)2+2NaCl,(或 CuSO4+2NaOH Cu(OH)2+Na2SO4 ) Cu(OH)2 CuO+H2O Cu+2AgNO3 2Ag+Cu(NO3)2,1.金属+氧气金属氧化物(属于化合反应) (1)铜与氧气反应的化学方程式为 2Cu+O2 2CuO 。 (2)铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为 3Fe+2O2 Fe3O4 。 (3)铝与氧气反应的化学方程式为 4Al+3O2 2Al2O3 (铝 抗腐蚀性好,是因为其在空气中与氧气反应,其表面生成一层 致密的氧化铝薄膜 ,从而阻止铝进一步被氧化)。,知识点一 金属的化学性质,2.活泼金属+稀酸(
4、稀盐酸、稀硫酸)盐+氢气(属于置换反应),误区警示 铜与稀盐酸、稀硫酸不发生反应,不能写出如下错误 化学方程式:Cu+H2SO4 CuSO4+H2。,3.金属+盐新盐+新金属(条件:“前换后,盐可溶”),知识拓展 铁与硫酸铜的反应是我国湿法冶金术的先驱,其化学 方程式为Fe+CuSO4 FeSO4+Cu。铁与酸、铁与盐溶液发生 置换反应时铁元素在生成物中显+2价。氧化铁与盐酸、稀硫酸 发生复分解反应时,生成铁盐。,知识点二 金属活动性顺序及其应用,1.常见金属的活动性顺序如下:钾、钙、钠、 镁 、铝、 锌 、 铁 、锡、铅、(氢)、 铜 、 汞 、 银、铂、金。 请尝试着按顺序默写其元素符号:
5、 K、Ca、Na、Mg、Al、 Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 。,2.金属活动性顺序的应用 (1)金属的位置越靠前,它的活动性就越强。 (2)位于 氢前面 的金属(K、Ca、Na除外)能置换出盐酸、 稀硫酸中的氢。注意:不是“氢气”。 (3)用于判断金属与酸发生化学反应的快慢。 (4)位于 前面 的金属能把位于 后面 的金属从它的盐 溶液中置换出来。 误区警示 (1)判断金属与酸的置换反应时,酸不包括浓硫酸和硝 酸,因为浓硫酸和硝酸具有很强的氧化性,与金属反应不生成氢 气。,(2)判断金属与盐反应时,K、Ca、Na三种活泼金属除外,它们首 先会与溶液中的水发生反
6、应。 (3)金属与盐发生反应时,盐必须可溶,如AgCl难溶于水,Fe、Cu与 AgCl通常都不反应。,泰安真题精练,考点一 金属的化学性质,1.(2016泰安,11,2分)某同学设计了以下四个实验方案,理论上正 确,操作上可行,经济上合理的是 (C ) A.Cu CuCl2 Cu(OH)2 B.H2O O2 MgO C.CaCO3 CaO Ca(OH)2 NaOH溶液 D.MgCl2 Mg(OH)2 Mg,解析 铜不与稀盐酸反应,故A错误;水通电分解生成氢气和氧气, 镁与氧气反应生成氧化镁,该方案理论上正确,但水通电分解制取 氧气的成本较高,经济上不合理,故B错误;碳酸钙高温下分解生成 氧化钙
7、和二氧化碳,氧化钙与水反应可生成氢氧化钙,氢氧化钙与 碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀,该方案理论上正确,操作 较为简便,经济上也合理,故C正确;氯化镁与氢氧化钠溶液反应生 成氢氧化镁沉淀和氯化钠,钠不能与氢氧化镁反应生成镁,故D错 误。,考点二 金属活动性顺序及应用,2.(2017泰安,13,2分)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 价)。则下列说法中不正确的是 (B )A.生成氢气的质量:甲乙丙,B.相对原子质量:乙丙甲 C.金属活动性:乙甲丙 D.消耗硫酸的质量:甲
8、乙丙,解析 根据题图可知,生成氢气的质量:甲乙丙,故A正确;甲、 乙、丙在生成物中化合价相同,则等质量的三种金属与足量酸反 应,生成的氢气越多,金属的相对原子质量越小,则相对原子质量: 丙乙甲,故B错误;相等时间内生成氢气越多,金属活动性越强, 故金属活动性:乙甲丙,故C正确;生成氢气越多,消耗硫酸越多, 则消耗硫酸的质量:甲乙丙,故D正确。,3.(2015泰安,20,2分)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中 加入过量的Zn粉,溶液质量随反应时间变化的情况如图所示。下 列说法正确的是 (B )A.取a点溶液,滴加稀盐酸,无白色沉淀 B.图上bc段质量增加的原因是Zn与Cu(NO
9、3)2溶液反应,C.b点时溶液中金属离子有Zn2+、Cu2+,金属单质有Zn、Cu、Ag D.c点和d点溶质种类不同,金属单质种类也不同,解析 根据金属活动性顺序可知,锌的活动性强于铜,铜的活动性 强于银。锌先与硝酸银反应,再与硝酸铜反应。分析图像可知,a b段锌与硝酸银反应,bc 段锌与硝酸铜反应,cd段锌有剩余。取 a点溶液,由于溶液中含有未反应的硝酸银,滴加稀盐酸,会产生白 色沉淀,故A错误;bc段为锌与硝酸铜反应的过程,由于65份质量 的锌与硝酸铜反应生成了64份质量的铜,因此溶液的质量增加,故 B正确;b点硝酸银完全反应,故溶液中金属离子有锌离子和铜离 子,金属单质有锌和银,故C错误
10、;c、d两点硝酸铜均全部反应,因 此两点的溶液中溶质只有硝酸锌,金属单质含有锌、银、铜,种类 相同,故D错误。,4.(2014泰安,19,2分)某化学兴趣小组为验证Ag、Fe、Cu三种金 属的活动性顺序,设计了如图所示的实验操作。其中可以达到实 验目的的组合是 (A )A.或或 B.或或,C.或或 D.或或,解析 组合:中铁与CuSO4溶液反应置换出铜,说明金属活 动性FeCu;中铜与硝酸银溶液反应生成银,说明金属活动性 CuAg,由此可得金属活动性FeCuAg,故该方案合理。组 合:中铜能与硝酸银溶液反应,说明金属活动性CuAg;中铜 不能与硫酸亚铁溶液反应,说明金属活动性FeCu,由此可得
11、金属 活动性FeCuAg,故该方案合理。组合:中铁与稀盐酸 反应置换出氢气,说明在金属活动性顺序中,铁排在氢前面;中 铜与稀盐酸不反应,说明在金属活动性顺序中,铜排在氢后面; 中铜与硝酸银溶液反应生成银,说明金属活动性CuAg,由此可得 金属活动性FeCuAg,故该方案合理。组合:中铜能与硝,酸银溶液反应,说明金属活动性CuAg;中铁能与稀盐酸反应, 说明在金属活动性顺序中,铁排在氢前面,该组合无法得出Fe、 Cu两种金属的活动性顺序,故该方案不合理。组合:中铁 能与硫酸铜溶液反应,说明金属活动性FeCu;中铜不能与硫酸 亚铁溶液反应,说明金属活动性FeCu;该组合没有比较银与铜及 铁的活动性
12、,故该方案不合理。组合:中铜不能与硫酸亚 铁溶液反应,说明金属活动性FeCu;中铁与稀盐酸反应置换出 氢气,说明在金属活动性顺序中,铁排在氢前面;中铜与稀盐酸 不反应,说明在金属活动性顺序中,铜排在氢后面,但没有比较银 与其他金属的活动性,故该方案不合理。故选A。,5.(2017泰安,24,6分)金属材料在生产、生活中有着广泛的应用, 人类的生产和生活都离不开金属。 (1)新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途,它比普通铁粉更易与氧 气反应,其制备的主要流程如图所示。高温反应器 高温反应器中反应的化学方程式为 FeCl2+H2 2HCl+Fe 。反应前需向反应器中通入氮气,目的 是 防止发生爆炸(或
13、排出装置中的空气,防止纳米铁被氧气氧 化) 。,(2)金属活动性顺序有重要的应用。铝、铜、铁为日常生活中常 见的金属,某化学兴趣小组的同学在探究铝、铜、铁三种金属的 有关性质时,进行了如图的实验:,在A实验中发生反应的化学方程式为 Fe+CuSO4 Cu+FeSO4 。将A实验结束后、试管内的物质倒入烧杯中,发现烧杯 中的红色固体物质明显增多,其原因是 未反应的铁继续与硫酸 铜反应 , 一段时间后过滤,滤液中的溶质一定有 FeSO4、Al2(SO4)3 (填 化学式)。 (3)某同学在一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁 粉,充分反应后,他对反应过程进行了分析,得到了以下几
14、个图像 (横坐标表示加入铁的质量),其中错误的是 D (填字母序号)。,解析 (1)根据题意高温反应器中反应的化学方程式为FeCl2+H2 2HCl+Fe,反应前需向反应器中通入氮气,目的是防止发生爆 炸。 (2)在A实验中发生反应的化学方程式为Fe+CuSO4 Cu+FeSO 4;将A实验结束后、试管内的物质倒入烧杯中,发现烧杯中的 红色固体物质明显增多,其原因是未反应的铁继续与硫酸铜反应; 一段时间后过滤,滤液中的溶质一定有生成的FeSO4和没参与反 应的Al2(SO4)3。 (3)在一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉,铁先 与硝酸银溶液反应,待硝酸银反应完以后,铁
15、才与硝酸铜溶液反,应。发生的反应为Fe+2AgNO3 Fe(NO3)2+2Ag、Fe+Cu(NO3)2Fe(NO3)2+Cu。A项,开始加入的铁与硝酸银溶液反应,待硝 酸银反应完以后,铁才与硝酸铜溶液反应,故铜在加入铁一段时间 后才产生,正确;B项,铁与硝酸银反应过程中硝酸铜的质量不变, 但是溶液质量减小,故硝酸铜的质量分数增大,当铁与硝酸铜溶液 反应时,硝酸铜的质量分数逐渐减小到零,正确;C项,Fe与AgNO3 溶液的反应中,反应掉340份质量的硝酸银,生成180份质量的硝酸 亚铁,溶液质量减小,Fe与Cu(NO3)2溶液的反应中,反应掉188份质 量的硝酸铜生成180份质量的硝酸亚铁,溶液
16、质量减小,第一个反 应中溶液质量减小得多,正确;D项,反应前有两种溶质,错误。,6.(2016泰安,22节选,1分)某实验室废液中含有稀硫酸、硫酸亚铁 和硫酸铜,若向其中加入一定量的锌,充分反应后过滤,向滤渣中 加入盐酸,有气泡产生。则滤液中一定不含有的物质是 硫酸、 硫酸铜(或H2SO4、CuSO4) 。,解析 根据“在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属能与酸反 应产生氢气”,结合题中的“向滤渣中加入盐酸,有气泡产生”可 以断定反应后的滤渣中的成分是铁或者锌、铁的混合物,因为滤 渣中一定存在铁,故滤液中一定不含的物质是硫酸、硫酸铜。,山东真题精练,考点一 金属的化学性质,1.(2016德州,
17、7,2分)从反应原理和产物纯度两个角度考虑,下列制 取FeCl2溶液的方案中可行的是 (A ) A.过量的铁粉与稀盐酸混合后,过滤 B.过量的氧化铁与稀盐酸混合后,过滤 C.过量的铁粉和氯化锌溶液混合后,过滤 D.过量的氯化铜溶液与铁粉混合后,过滤,解析 A中,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气;B中,氧化铁与 稀盐酸反应生成氯化铁和水;C中,在金属活动性顺序中,铁位于锌 的后面,不能与氯化锌反应;D中,过量的氯化铜与铁反应后生成的 氯化亚铁中会含有杂质氯化铜。故A方案可行。,2.(2017淄博,18,4分)金属在生活和生产中有着非常广泛的应用。 金属材料已经成为社会发展的重要物质基础,研究其性
18、质十分必 要。 (1)海水中含量最多的金属元素是 Na (填写元素符号)。 (2)人们对金属铝的研究和利用比铜和铁晚,金属大规模开发和利 用的先后顺序与金属的 活动性 有关。某同学为了验证锌、 银、铜三种金属的活动性顺序。设计了五个实验: 将锌片、铜丝分别放入稀盐酸中;将银丝放入硝酸铜溶液中; 将铜丝放入硝酸银溶液中;将铜丝放入硫酸锌溶液中;将锌 片放入硝酸银溶液中,下列实验组合能够验证锌、银、铜三种金,属活动性顺序的是 ABC (填写字母)。 A. B. C. D. (3)我国古代就发明了湿法冶金技术。请你写出用铁和氯化铜为 原料进行湿法炼铜的化学方程式 Fe+CuCl2 Cu+FeCl2
19、。,解析 (1)海水中含量最多的金属元素是钠元素,其元素符号是 Na。 (2)金属的活动性越强,冶炼的难度越大,利用的越晚。A项,能 验证锌比铜活泼,能验证铜比银活泼,故此项可验证三种金属的 活动性顺序;B项,能验证锌比铜活泼,能验证铜比银活泼,故 此项可验证三种金属的活动性顺序;C项,能验证铜比银活泼, 能验证锌比铜活泼,故此项可验证三种金属的活动性顺序;D项, 能验证锌比铜活泼,能验证锌比银活泼,但铜和银的活动性强弱 没有验证,故不能验证三种金属的活动性顺序。 (3)我国古代就发明了湿法冶金技术。用铁和氯化铜为原料进行,湿法炼铜的化学方程式为Fe+CuCl2 FeCl2+Cu。,考点二 金
20、属活动性顺序及其应用,3.(2017滨州,11,3分)有X、Y、Z三种金属,其中Y能与稀硫酸反应 产生氢气,而X、Z不能与稀硫酸反应;将Z浸入X的盐溶液中,Z的 表面有X析出。则X、Y、Z的金属活动性由强到弱的顺序是 (B ) A.X、Y、Z B.Y、Z、X C.Y、X、Z D.Z、X、Y,解析 Y能与稀硫酸反应产生氢气,而X、Z不能与稀硫酸反应,说 明Y的金属活动性比X、Z强。将Z浸入X的盐溶液中,Z的表面有 X析出,说明Z的金属活动性比X强。因此X、Y、Z的金属活动性 由强到弱的顺序是YZX。,4.(2017聊城,22,12分)某化学兴趣小组的同学,为了比较金属R与 铁、铜的金属活动性强弱
21、,进行如下探究活动: 【查阅资料】铁的活动性比铜强。 【进行猜想】对三种金属的活动性顺序做出如下猜想: 猜想一:RFeCu;猜想二: FeRCu ;猜想三:FeCuR。 【收集证据】为了验证哪一种猜想成立,甲、乙、丙三位同学分 别展开实验探究。,写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式 3Fe+2O2 Fe3O4 。 【交流反思】三位同学交流讨论后认为,比较金属活动性强弱的 方法有多种。 【归纳总结】他们总结得出比较金属活动性强弱的常见方法有: (1)金属与氧气反应的难易和剧烈程度; (2)金属与酸溶液是否反应或反应的剧烈程度; (3)金属与 盐溶液(不带溶液不得分) 是否反应。,解析 【进行猜想】已
22、知活动性FeCu,则R与Fe、Cu的活动性 关系有三种可能:RFeCu;FeRCu;FeCuR。 【收集证据】要想证明猜想一正确即活动性RFeCu,则甲同学 的实验中,R和硫酸铜溶液反应生成红色的铜;乙同学的实验中,R 丝表面产生气泡的速率比铁丝表面产生气泡的速率快;丙同学的 实验中,R丝在空气中剧烈燃烧,铁丝在空气中不能燃烧。铁丝在 氧气中燃烧的化学方程式为3Fe+2O2 Fe3O4。 【归纳总结】比较金属活动性的常见方法有:金属与氧气反应的 难易和剧烈程度;金属能否与酸反应及反应的剧烈程度;金属能否 与盐溶液反应。,5.(2017青岛,29,6分)某化工厂的废液中主要含有硝酸银、硝酸 铜。
23、取一定量的该废液样品,加入镁粉和铜粉,充分反应后过滤, 得到滤液和滤渣。请填写下列空格: (1)若滤渣中有镁粉,则滤渣中除镁粉外还含有 Ag、Cu (填写化学式,下同)。 (2)若滤渣中有铜粉,则滤液中的溶质一定含有 Mg(NO3)2 ,可 能含有 Cu(NO3)2 。 (3)若滤渣中没有铜粉,则滤液中的溶质一定含有 Mg(NO3)2、 Cu(NO3)2 ,可能含有 AgNO3 。 (4)反应后得到滤液的质量 小于 (选填“小于”“大于”或,“等于”)反应前所取废液样品的质量。,解析 三种金属的活动性顺序为:镁铜银;在金属活动性顺序 中,排在氢前边的金属能和酸发生置换反应生成盐和氢气。金属 的
24、位置越靠前,金属的活动性越强。位置靠前的金属能将位于其 后的金属从它的盐溶液中置换出来。向含有硝酸银、硝酸铜的 废液中,加入镁粉和铜粉,镁先与硝酸银、硝酸铜反应,镁反应完 后如果硝酸银还有剩余,铜再与剩余的硝酸银反应,充分反应后过 滤。(1)若滤渣中有镁粉,则滤渣中除镁粉外还含铜和银。(2)若 滤渣中有铜粉,则滤液中的溶质一定含有硝酸镁,可能含有硝酸 铜。(3)若滤渣中没有铜粉,则滤液中的溶质一定含有硝酸镁、硝 酸铜,可能含有硝酸银。(4)可能发生的反应的化学方程式为Mg+,2AgNO3 Mg(NO3)2+2Ag、Mg+Cu(NO3)2 Mg(NO3)2+Cu、 Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag,Ar(Mg)=24,Ar(Cu)=64,Ar(Ag)=10 8,由反应关系可知,反应后得到的滤渣的质量大于反应前加入的 镁粉和铜粉的质量,因此,反应后得到滤液的质量小于反应前所取 废液样品的质量。,
