1、第八单元 金属和金属材料,课题2 金属的化学性质,金属与酸反应的图像分析(规律方法),一是开始阶段产生氢气的速率,此点反映在坐标图中的倾斜线上,倾斜的角度越大,表示金属与酸反应的速率越快,影响金属与酸反应速率的因素主要是金属的活动性,金属活动性越强,产生氢气的速率越快.,分析金属与酸反应的图像需要注意两方面的信息:,二是反应结束时得到氢气的质量,此点反映在坐标图中的水平线上,水平线越高,说明反应后生成的氢气越多.常见的等质量的五种金属完全反应时生成氢气多少的顺序:AlMgNaFeZn.,例1,(2016重庆中考)两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁,然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与
2、加入硫酸的质量关系如图所示.下列说法正确的是 ( ) A.该图反映出镁比锌的金属活动性强 B.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应 C.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同 D.c点时,两个烧杯中都有金属剩余,解析 由产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系图可知,镁产生的氢气质量大,但无法得出镁与锌的金属活动性的关系,A选项说法错误;a点时,镁与稀硫酸恰好完全反应,锌早已完全反应,B选项说法错误;b点时,镁产生的氢气多,锌产生的氢气少,C选项说法错误;c点时,锌与镁均还没有完全反应,两个烧杯中都有金属剩余,D选项说法正确.故选D.,D,1.相同质量的M、N两种金属,分别与相同质量分数的足量稀盐酸反
3、应(M、N在生成物中均为+2价),生成H2的质量和反应时间的关系如图所示.下列有关叙述正确的是 ( ) A.金属活动性:NM B.生成H2的质量相等 C.相对原子质量:NM D.消耗盐酸的质量相等,提示:结合图像可以判断,完全反应M需要的时间短,说明金属的活动性M比N强,A说法不正确;生成氢气的质量M多于N,B说法不正确;两种金属的化合价相同,金属的相对原子质量越小,产生的氢气越多,C说法正确;完全反应产生的氢气质量不相等,消耗盐酸的质量也不相等,D说法不正确.,C,金属活动性顺序的探究(易错点),探究金属活动性顺序的实验设计:,金属能否与酸反应,金属与酸溶液反应速率的大小,金属与另一金属的盐
4、溶液能否反应,将金属放入相同浓度的酸溶液中,取相同质量的金属放入相同浓度的酸溶液中,将金属放入另一种金属的盐溶液中,能反应则金属在金属活动性顺序中位于氢前;不能反应则位于氢后,反应速率大的金属更活泼,若A能置换B,则A的活动性比B的强;若不能置换,则B的活动性比A的强,例2,(2016邵阳中考)小军欲探究X、Y、Z三种金属的活动性顺序,他做了如下实验: 把X和Y分别放入稀盐酸中,X表面产生大量气泡,Y表面无现象; 把Y放入Z的硝酸盐溶液中,Y表面有Z析出. 则X、Y、Z三种金属的活动性顺序是 ( ) A.XYZ B.ZYX C.YXZ D.XZY,解析 把X和Y分别放入稀盐酸中,X表面产生大量
5、气泡,Y表面无现象,说明X的活动性强于Y,把Y放入Z的硝酸盐溶液中,Y表面有Z析出,说明Y的活动性强于Z,从而可以判断三种金属的活动性顺序为XYZ.故选A.,A,2.(2016温州中考)为了验证“Fe、Cu、Ag三种金 属的活动性由强到弱的顺序”,小明设计了如图 所示的实验,其中可以达到实验目的的组合是 ( ) A. B. C. D.,提示:中银不能与稀盐酸反应,说明银的金属活动性比氢弱;中铜不能与硫酸亚铁溶液反应,说明铜的金属活动性比铁弱;中铁能与稀盐酸反应,说明铁的金属活动性比氢强;中铜能与硝酸银溶液反应,说明铜的金属活动性比银强,由以上分析可知,的组合即可判断Fe、Cu、Ag三种金属的活
6、动性由强到弱的顺序.,C,例3,小明为探究Cu、Al、Ag的金属活动性顺序,做了如下两个实验.请 分析实验,完成填空. (1)试管中观察到的现象是:铝丝表面附着一层 固体,溶液颜色变浅.,(3)通过实验探究,Cu、Al、Ag三种金属活动性由强到弱的顺序是.,(2)试管中发生了化学反应,现象明显,该反应的化学方程式是 .,解析 本题考查金属活动性顺序的判断.根据金属活动性顺序,排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来.由题意知中铝能置换出硫酸铜中的铜,中铜能置换出硝酸银中的银,故三种金属的活动性顺序为铝铜银.,红色,Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag,Al、Cu、
7、Ag(或铝、铜、银),3.(2015山西中考)探究Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,下列试剂的选择方案不可行的是 ( ) A.Mg、Cu、FeSO4溶液 B.Mg、Fe、Cu、稀硫酸 C.Fe、Cu、MgSO4溶液 D.Fe、MgSO4溶液、CuSO4溶液,提示:镁与FeSO4溶液反应,说明活动性镁铁,铜与FeSO4溶液不反应,说明活动性铁铜,由此可得出三种金属的活动性:镁铁铜,A方案合理;镁与稀硫酸的反应比铁与稀硫酸的反应剧烈,则可得活动性镁铁,铜与稀硫酸不反应,说明氢铜,由此可得出三种金属的活动性:镁铁铜,B方案合理;铁、铜与MgSO4溶液均不反应,说明了活动性镁铁,镁铜,但无法确定铁
8、和铜的活动性强弱,C方案不合理;铁与MgSO4溶液不反应,说明活动性镁铁,铁与CuSO4溶液反应置换出铜,说明活动性铁铜,由此可得出三种金属的活动性:镁铁铜,D方案合理.,C,金属活动性顺序的应用(拓展点),判断某些置换反应能否发生.金属与酸能反应的条件是金属必须位于氢的前面,酸一般指盐酸或稀硫酸,金属与金属化合物能反应的条件是金属必须位于化合物中金属的前面,化合物必须可溶于水. 根据金属与化合物溶液的反应判断滤液、滤渣的成分. 根据金属与酸反应的剧烈程度或产生氢气的速率判断金属活动性顺序.,(1)金属活动性顺序的应用主要体现在以下几点:,(2)金属与混合溶液的反应:当把一种金属放入两种金属化
9、合物的混合溶液中时,先观察一下化合物中所含金属在金属活动性顺序中是否排在单质金属的后面,若只有一种化合物中的金属排在单质金属的后面,则只发生一个化学反应,另一种化合物仍存在于溶液中.若两种化合物中的金属都排在单质金属的后面,则单质金属先与活动性最弱的金属的化合物溶液反应.,例4,(2016娄底中考)托盘天平左、右两盘各放一只质量相等的烧杯,在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸,此时天平保持平衡.然后在左盘烧杯中加入5 g锌粉,在右盘烧杯加入5 g铁粉,充分反应后,两烧杯底部均有固体剩余,则此时天平 ( ) A.偏向左边 B.偏向右边 C.仍然平衡 D.无法判断,解析 由于充分反应后,两烧
10、杯底部均有固体剩余,说明了金属是足量的,盐酸全部参加了反应,生成氢气的质量相同,则此时天平仍然平衡.故选C.,C,4.(2015上海中考)在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉,反应停止后过滤,滤液仍为蓝色.有关判断正确的是( ) 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,提示:反应后溶液颜色为蓝色,说明其中还含有硝酸铜,因此说明加入的锌的量不足,但是银的活动性最弱,所以固体中一定会含有银,因为溶液中仍有硝酸铜,因此固体中不一定含有铜,所以A、B错误;因为银一定会被置换,所以滤液中
11、一定含有硝酸锌,但是不一定含有硝酸银.,D,例1,【解题归纳】 利用金属与稀盐酸或稀硫酸能否反应以及反应的剧烈程度可以判断金属的活动性强弱.金属与酸反应越剧烈,金属越活泼.但要注意酸的种类、浓度、体积及金属表面积、温度等因素也会影响金属与酸反应的剧烈程度,设计实验应注意控制变量.,方案设计题小明为了探究锌、铁、铜三种金属的活动性顺序,设计了如图所示的两个实验:,(1)实验一中,小明以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱,有同学认为不够合理,理由是 ;,(2)实验二中,若出现 的 现象,可证明铁的活动性强于铜,该反应的化学方程式为 .,解析 从图中可以看出,选取的酸的种类不同
12、,因此以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱不够合理;实验二中,铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁与铜,所以铁丝表面出现红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,可证明铁的活动性强于铜.,选取的酸的种类不同,铁丝表面出现红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,例2,(2016宜宾中考)白铜(Cu、Ni合金)因为光泽好、耐腐蚀、容易加工等优点,常代替银做饰品.如图所示是某实验室分离废弃白铜饰品成分的流程(部分反应产物在图中已略去).,已知溶液B中含有一种二价金属硫酸盐,溶液D中只有一种溶质.分析该流程,回答下列问题: (1)固体A的化学式为 ,过程中的实验操作
13、名称是 .,(2)过程中反应的化学方程式为 . (3)Cu、Ni、Zn的金属活动性由强到弱的顺序是 .,【解题归纳】 判断(或验证)金属活动性顺序主要有以下几种方法: (1)用稀盐酸(或稀硫酸)证明:能与之反应,有气泡冒出的金属,在金属活动性顺序中位于H之前,且与之反应越剧烈的金属越活泼,不能与之反应的金属在金属活动性顺序中位于H之后. (2)验证三种金属的活动性顺序的常用方法:首先将三种金属按金属活动性顺序正确排序,其次按照“中间取金属,两边取金属化合物的溶液”或“中间取金属化合物的溶液,两边取金属”的方法做实验,根据实验现象即可验证金属的活动性顺序. (3)判断多种金属的活动性顺序时,先用
14、稀盐酸(或稀硫酸)分组,再具体分析.,解析 根据金属活动性顺序中,铜在氢的后面,与酸不反应,可知白铜饰品中加入过量的稀硫酸,合金中的金属镍与硫酸反应,已知溶液B中含有一种二价金属硫酸盐,故反应的化学方程式为:Ni+H2SO4 NiSO4+H2;溶液B为硫酸镍和稀硫酸的混合物,再加入适量的锌粉,因为溶液D中只有一种溶质,所以锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锌与硫酸镍反应生成硫酸锌和镍,说明锌比镍活泼.,过滤,Cu,Ni+H2SO4 NiSO4+H2,ZnNiCu,例3,在稀H2SO4和CuSO4的混合溶液中,加入适量铁粉,使其正好完全反应,反应后经过过滤得到固体物质的质量与所加铁粉的质量相等,则混
15、合溶液中H2SO4与CuSO4的质量比为 .,解析 假设生成的铜的质量为6.4 g,设与硫酸铜反应的铁的质量为x,所含CuSO4的质量为y.,那么与硫酸反应的铁的质量为:6.4 g-5.6 g=0.8 g. 设混合溶液中所含H2SO4的质量为z.,混合溶液中所含H2SO4与CuSO4的质量比为:1.4 g16 g=780.,780,(2)金属与盐溶液反应将溶液作为研究的对象,参加反应的金属使溶液质量增加,从溶液中置换出的金属导致溶液质量变小,对比这两种金属质量就可以知道溶液质量的变化.如:,【名师点评】,(1)金属与酸溶液反应将溶液作为研究的对象,随着反应进行,金属元素不断进入溶液,使溶液质量变大;同时反应中产生氢气,使溶液质量减小;参加反应的金属质量大于产生的氢气质量,所以金属与酸溶液反应后,溶液质量变大.,
