第37课金属及金属活动性顺序.docx
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第37课金属及金属活动性顺序
第37讲金属及金属活动性顺序
●学业考试说明
（四）金属
▲1.金属和非金属
①区别金属与非金属②列举金属和非金属主要性质差异（如导电性、导热性、延展性、金属光泽等）
③举例说出常见金属的性质和用途
ba
a
▲2.金属活动性顺序
①概述金属与酸、金属与盐反应的条件②比较金属活动性顺序
③用金属活动性顺序说明某些现象
bb
b
▲3.金属的防腐
①列举金属腐蚀条件②列举防止金属腐蚀的常用方法
aa
▲4．废弃金属对环境的影响
①知道废弃金属对环境的影响②知道回收废弃金属的意义
aa
▲5.金属材料的发展
①列举新金属材料②知道合金的概念
③知道改善金属材料性能的主要方法
aa
a
●复习要点梳理
1.金属的物理性质：
通常状况下，除汞是液体外，其他金属都是固体（中文名称一般都带有金字旁）。
金属具有良好的导电性、导热性和延展性，密度和熔点高。
铁、钴、镍等金属还具有铁磁性。
金属普遍具有金属光泽，但金属粉末一般呈灰黑色。
2.金属活动性顺序：
KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu
金属活动性由强逐渐减弱
通过不同金属与、酸、盐溶液反应的现象或人类冶炼金属的年代，可判断金属活动性顺序。
3.金属的化学性质：
（1）一些金属与氧气反应，例：
点燃
3Fe＋2O2======Fe3O4
△
2Cu＋O2=====2CuO
（2）一些金属与酸溶液能发生置换反应反应生成盐和氢气，例：
Fe＋2HCl====FeCl2＋H2↑
排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。
但应注意：
金属与酸溶液反应时，由于浓硫酸、硝酸具有强氧化性，金属与其反应时，得不到氢气，即发生的不是置换反应，而是氧化还原反应。
（3）一些金属与盐溶液能发生置换反应反应生成盐和新金属，例：
Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu
活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。
但要注意：
特别活泼
金属如K、Ca、Na等与盐溶液反应时，是先与水反应，故不能置换出盐溶液中的金属元素。
例如：
金属钠投入硫酸铜溶液中发生如下反应：
2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
CuSO4＋2NaOH====Cu（OH）2↓（蓝色）＋Na2SO4
4.合金：
在一种金属中加入其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质，如生铁和钢等。
合金属于混合物。
一般地说，合金比纯金属具有更好的性能，因此合金比纯金属具有更广泛的用途。
5.钢铁的用途和冶炼
（1）钢：
钢是一种由碳和铁等元素形成的合金，质坚硬，有弹性和延展性，机械性能好，可用来制作坚硬的汽车车身及制造刀具、量具和模具等，是最常见、应用较广泛的一种合金材料。
（2）金属冶炼：
金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。
炼铁的主要原理如下。
高温
Fe2O3＋3CO======2Fe＋3CO2
6.金属的锈蚀与防锈
（1）钢铁的锈蚀原因①外部原因：
空气、水②内部原因：
金属内部结构
（2）钢铁的防锈：
①保护膜法，例如油漆、搪瓷、镀上金属、烤蓝等。
②改变金属内部结构法，例如在普通钢中加入铬、镍等金属制成不锈钢。
7.废弃金属的回收：
由于垃圾填埋处理后，金属不会自行分解；并且铅、镉等金属被腐蚀后，会形成溶于水的有毒的金属离子，污染土壤和地下水源。
因此废弃金属将对环境造成严重的污染，大部分金属应通过分类回收使其循环再利用。
●典型例题解析
【例1】下列盐不能用金属与稀酸直接反应制得的是（）
①MgCl2②FeCl3③CuSO4④AlCl3
A.③B.③④C.②D.②③
【精析】本题考查的是金属与酸发生置换反应的条件以及铁在置换反应中呈现的化合价两个知识点，由于铜的活动性排在氢后面，所以无法用单质铜与稀硫酸直接反应制得。
而铁在置换反应中始终呈现+2价，所以用单质铁与稀盐酸不能制得FeCl3只能制得FeCl2.
【解答】D
【失分警示】粗一看，本题好象在考查金属与酸发生置换反应的条件这个知识点，因此粗心的同学漏掉了另一个考察的知识点，马上就选择了答案A，导致失分，因此审题时要特别仔细，要将所有的选项看完以后在答题，切忌审题审一半就匆忙答题。
【例2】根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料后分析回答下列问题：
物理性质
导电性（以银的导电性为100作标准）
（优）
银
100
铜
99
金
74
铝
61
锌
27
铁
17
铅
7.9
（良）
密度（克/厘米3）
（大）
金
19.3
铅
11.3
银
10.5
铜
8.92
铁
7.86
锌
7.14
铝
2.70
（小）
熔点（℃）
（高）
钨
3410
铁
1535
铜
1083
金
1064
银
962
铝
660
锡
232
（低）
硬度（以金刚石的硬度为10作标准）
（大）
铬
9
铁
4~5
银
2.5~4
铜
2.5~3
金
2.5~3
铝
2~2.9
铅
1.5
（小）
（1）为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？
（2）银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？
（3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？
如果用锡制，可能会出现什么情况？
（4）为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？
如果镀金怎么样？
【精析】物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。
在考虑物
质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和
对环境的影响等多种因素。
此题联系生活实际考查金属材料及其物理性质等，认识金属材料
与人类生活和社会发展的密切关系。
【解答】
（1）因为铁的硬度比铅大，且铅有毒；故常用铁而不用铅做菜刀、锤子、镰刀。
（2）
银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银。
（3）因为钨的熔
点高（3410℃），而锡的熔点（232℃）太低；通电时锡就熔化了，所以用钨丝而不用锡丝做
灯泡的灯丝。
（4）因为铁制水龙头易生锈而腐蚀，而铬的硬度大（硬度为9），且抗腐蚀性强，
所以有的水龙头要镀铬。
如果镀金，虽然美观，光泽好，但金的硬度小（2.5～3），耐磨性差，
且资源很少；价格贵。
【失分警示】要注重平时对常见金属性质的积累,由性质去考虑金属的用途。
【例3】比较、分析、归纳是学习科学的有效方法。
现有反应：
①Zn＋CuCl2====ZnCl2+Cu：
②Cu＋2AgNO3====Cu（NO）2+2Ag；③Cl2+2NaBr=====2NaCl+Br2；④Br2+2NaI======2NaBr+I2。
（1）通过比较、分析，可以发现上述四个反应有相似之处：
均属于四种基本反应类型中
的________反应。
再分析这四个反应前后各元素的化合价，我们还会发现一个相似之处：
__________。
（2）分析反应①和②，可以得到：
Zn、Cu、Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序是___________。
用相似的思维方法类推到反应③和④中，我们还可以得到：
Cl2、Br2、I2三种非金属的活泼性由强到弱的顺序为____________。
【精析】金属跟盐溶液反应置换出另一金属是判断金属活动性顺序的重要方法，也是金属活
动性顺序的一个重要应用。
并由此可以推导到非金属也存在着活泼性顺序及其判断。
该题以金属活动性顺序为基础考查了学生运用知识解决问题的能力，在解题过程中学会
方法并将归纳出的方法进一步应用到非金属活泼性的判断上，拓展了科学视野。
【解答】
（1）置换反应前后元素的化合价有变化（只要表示“化合价有变化”的意思就可
以给分，如写“有变化”或写“氧化还原反应”都可得分）
（2）Zn、Cu、Ag（或
锌、铜、银）Cl2、Br2、I2（或氯、溴、碘也给分）
【例4】将等质量的镁、锌、铁三种金属放入等质量分数的稀硫酸（足量）中，测得生成氢
气的质量与反应时间的关系如图36——1所示，则a、b、c三条曲线分别代表的金属为
_____________。
【精析】本题有两种解决方案。
一种是利用金属活动性顺序进行判断，由图象可知。
开始反
应时，在相同的反应时间内放出氢气的质量是。
a＞c＞b这说明金属a与稀硫酸反应的速率
最快，c次之，b最慢，故三种金属的活动性由强到弱的顺序是a＞c＞b，则a是镁，c是锌，
是铁。
另一种是利用相对原子质量进行判断，随着反应的进行，生成氢气的质量不断增加，
直至各自都不再发生变化，这说明金属已经反应完全，等质量的三种金属完全反应后，生成
氢气的质量是a＞b＞c，因为三种金属均生成十2价的硫酸盐，则根据规律（或计算）可知，
三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是。
c＞b＞a，则c是锌，b是铁，a是镁。
[解答]镁、铁、锌
●模拟预测训练
基础闯关题组
1．2010年上海世博会中国馆—“东方之冠”给人强烈的视觉冲击，它的主体结构为四根巨型钢筋混凝上制成的陔心筒。
其中钢属于（）
A．金属材料B．有机合成材料C．天然材料D．无机非金属材料
2．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
应时间的关系如右图所示，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．相对原子质量较大的是N
D．产生H2的速率N＞M
3．出土的古文物中，金器保存完好，铜器表面有锈迹，而铁器锈迹斑斑。
这表明金、铜、铁
的金属活动性从强到弱的顺序是（）
A．金、铜、铁B．铁、金、铜
C．铁、铜、金D.铜、金、铁
4．关于金属物品的使用正确的是（）
A．铝合金门窗变旧变暗后用砂纸或钢丝球打磨
B．铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰乳配制杀菌剂波尔多液
C．铝壶内的水垢用质量分数为18％的热盐酸长时间浸泡
D．校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈
5.把含有少量氧化铜的铁粉加入稀盐酸中，加热充分反应后，发现铁粉有剩余。
将溶液过滤，
滤液中可能含有的溶质是．（）
A.稀盐酸B.氯化铜
C.氯化铁D.氯化亚铁
6.若金属锰（Mn）在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则下列反应不正确的是（）
A．Mn+H2SO4=MnSO4+H2↑B．Mg+MnSO4=MgSO4+Mn
C．Fe+MnSO4=FeSO4+MnD．Mn+CuSO4=MnSO4+Cu
7．向AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中加入一些铁粉，完全反应后过滤。
不可能存在的
情况是（）
A.滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、Cu2+、Fe2+
B.滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Cu2+、Fe2+
C.滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中有Fe2+
D.滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中有Ag+、Cu2+
8．某科学兴趣小组为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，设计了如图所示的四种实
验方案，其中不能达到目的的是。
（）
9．经过课外学习，小明发现镍（Ni）也能排入金属活动性顺序中，其位置如下所示：
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
（1）用元素符号将上述金属活动性顺序补充完整。
（2）已知镍盐中镍元素显十2价，写出一个有金属镍参加的置换反应的化学方程式：
。
10．铬（Cr）为不锈钢主要的添加元素，含量一般在12％以上。
铬的表面生成一薄层致密的钝态氧化物保护膜是不锈钢具有耐蚀性主要原因。
请回答下列问题：
（1）铁生锈的主要条件是铁与________和________直接接触。
（2）不锈钢是一种____________（填“合金”或“金属”）。
（3）相同温度下，取大小相同、表面光亮的Cr、Mg、Cu三种金属薄片，分别投入等体积等溶质质量分数的足量稀盐酸中（反应中Cr显+2价），现象如下：
金属
Cr
Mg
Cu
与盐酸反应现象
放出气泡速率缓慢
放出气泡速率较快
无明显现象
①上述三种金属的活动性由强到弱的顺序是__________________。
②从上述探究实验可知，Cr（填“能”或“不能”）跟CuSO4溶液反应。
若反应，请写出反应的化学方程式______________________________。
11．金属材料在生活中的应用是非常广泛的，试回答下列问题：
（1）随意丢弃废旧干电池会造成环境污染，而废旧干电池中的许多物质都是可以回收利用的。
图36—3所示的干电池中一定属于金属材料的是（写化学式）。
（2）盛放在油罐车内的石油产品，振荡时可产生静电，容易引起火灾，所以油罐车尾部都有
一条拖地的铁链，这是利用了铁具有的性质。
（3）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
反应转化为亚铁盐，被人体吸收后起到补血的作用。
这个反应的化学方程式是：
。
12．某科学兴趣小组设计了图36—4所示的装置，用来研究不同金属跟稀硫酸反应的快慢。
他们用此装置，选择了甲、乙、丙、丁四种大小相同的金属片，分别与相同体积、相同质量分数的稀硫酸反应，观察30秒里从导管口冒出的氢气气泡多少，记录在下表中（“＋”越多，
表示产生的气泡越多）。
金属
甲
乙
丙
丁
氢气气泡量
++
++++
+++
+
（1）从实验结果看出，甲、乙、丙、丁四种金属与稀硫酸反应由快到慢的顺序是：
。
（2）如果四种金属分别是镁、铝、铁、锌中的一种，则丁最有可能是。
13．钢铁产业是国民经济的重要基础产业，是实现工业化的支撑产业。
生铁与钢的主要区别
是含碳量不同：
生铁含碳量高，硬而脆；钢含碳量低，韧性好。
古代人们把高温下烧红的铁反复捶打，最终使生铁转化为钢，即“百炼成钢”。
请你写出上述转变过程中最关键一步反应的化学方程式：
14．颗粒达到纳米级的单质铁具有很强的反应活性，俗称“纳米铁”。
实验室制备的方法是：
以高纯氮气作保护气，在高温条件下用H2和FeCl2发生置换反应，生成“纳米铁”。
请回答
以下问题：
（l）写出生成“纳米铁”的化学方程式：
（2）反应中需要保护气的原因是。
（3）某科学探究小组为了验证铁、铜、镁、汞的金属活动性顺序，设计了如下实验方案：
①
将大小一样的铁片和镁片分别加入到溶质质量分数相同的稀盐酸中；②将铜片加入到硝酸汞
溶液中，铜片上出现银白色物质；③将金属片A加入到溶液B中。
根据实验①判断出镁的金
属活动性比铁强，依据的现象是；根据实验②的现
象得出的结论是；要通过实验③得出铁和铜的金属活动性顺
序，那么，如果B是硫酸铜溶液，则金属A是，如果A是铜，则溶液B是。
15．为了探究影响金属与酸反应剧烈程度的因素，进行了以下实验：
实验序号
实验过程
实验现象
1
镁粉和铁粉分别与5%盐酸反应
镁粉产生气体快
2
铁粉和铁片分别与5%盐酸反应
铁粉产生气体快
3
铁片分别与5%盐酸和10%盐酸反应
10%盐酸产生气体快
由此实验可得出影响金属与酸反应剧烈程度的因素有（以下三种因素要与实验序号对应）。
（1）；
（2）；
（3）。
16．称取铜、锌混合物粉末10.0g置于烧杯中，慢慢加入稀硫酸使其充分反应，直至固体质量不再减少为止，此时用去49.0g稀硫酸。
剩余固体3.5g。
⑴该混合物粉末中铜的质量分数为多少?
⑵所用的稀硫酸溶质的质量分数是多少?
能力提升题组
17.向一定量的铁粉中逐滴加入稀硫酸至过量,下图是反应过程中
某种物质的质量Y随加入稀硫酸的质量变化的关系,则Y不可能
表示（）
A.消耗铁粉的质量B.生成硫酸亚铁的质量
C.溶液的总质量D生成氢气的质量
18．处理胶片的废液中含有大量Ag+、Zn2+、Fe2+，某科学兴趣小组想从上述废液中回收
银，并得到副产品硫酸亚铁，他们设计了如图36—5所示的流程，试回答：
操作Ⅰ和Ⅱ的名
称是，回收的纯银存在于（填字母）中，X的化学式是，Y的化学式是。
图36－5
19．同学们都有这样的学习、生活经验：
木炭在氧气中燃烧比空气中燃烧得更旺；夏天，将食品放在冰箱里不容易腐烂。
说明反应物的浓度和温度对化学反应快慢（反应速率）有影响。
那么，浓度和温度是如何影响化学反应速率的？
（1）提出假设：
a.浓度越大，化学反应越快；b．温度越高，化学反应越快。
（2）设计方案：
同学们利用铁粉和盐酸反应来探究上述问题，设计了下列3组实验。
组别
温度/℃
铁粉质量/g
盐酸的质量分数和体积
观察气泡产生的速率
1
10
2.8
10%、50毫升
2
10
2.8
20%、50毫升
3
20
2.8
10%、50毫升
（3）分析探究：
将铁粉加入到盛盐酸的烧杯中发生反应，写出反应化学方程式
（4）讨论反思：
事实上，化学反应的发生；是反应物的微观粒子相互接触、碰撞的结果。
请你解释“盐酸浓度越大，与铁粉反应越快”的原因。
20．人类的生产生活离不开金属，下列三种金属被发现、使用的先后顺序依次为：
铜、铁、
铝。
（1）金属大规模被使用的先后顺序跟___________（填序号）选项关系最大。
①地壳中金属元素的含量；②金属的导电性；③金属的活动性。
（2）为探究锰与铁的金属活动性，在相同温度下，取大小相同、表面光亮的两种金属薄片，分别投入等体积、等溶质质量分数的足量稀盐酸中（反应中Mn显+2价），请回答：
金属
铁
锰
与盐酸反应现象
放出气泡速率缓慢
放出气泡速率较快
结论
活动性铁_________（填“＞”“＜”）锰
除了比较与酸反应产生气体速率的快慢，请你再举出一种可比较这二种金属活动性强弱的方法（写出所需药品即可）：
_____和______。
（3）将盛有等质量、等溶质质量分数的稀盐酸的两只烧杯，放在托盘天平左右两盘上，调节至平衡，再向两只烧杯中分别放入质量相等的镁和铁，待反应停止后，请判断：
①若天平仍保持平衡，烧杯中一定没有剩余的物质是_________；
②若天平失去平衡，则指针一定偏向放____________的一边。
21．铜陵被誉为我国的“铜都”。
图36一6是铜陵铜工艺品中著名的四喜娃娃，小明找到了
分别用纯铜、青铜（Cu、Sn合金）两种材料制作的四喜娃娃及用于实验的纯铜片和青铜片。
（1）怎样用化学方法区分这两种四喜娃娃？
区分纯铜和青铜的实验方法是：
。
（2）四喜娃娃为什么生锈了？
通过查阅资料得知，金属铜长时间放置在空气中，会和空气中氧气等物质发生化学
反应，生成铜绿［Cu2（OH）2CO3］。
请你根据铜绿的组成推断，铜变成铜绿时，空气中的
O2、、参加了反应（填化学式）。
（3）哪种四喜娃娃更容易生锈？
小明发现从不同地点收集到的两个四喜娃娃中，青铜娃娃身上的锈斑比纯铜的多，
他据此得出结论：
青铜比纯铜更容易生锈。
他的这种推理方法是否科学？
。
请说出理由：
。
（4）青铜四喜娃娃的铜绿中为什么会有褐色的锈斑呢？
．
由于有的青铜中含杂质较多，尤其是含铁，故在铜绿间还会有斑驳的、呈褐色的氧
化铁。
现有一些这种褐色的绣斑粉末，请你设计实验证明锈斑粉末中含有铁元素：
。
22．构建知识网络是一种重要的学习方法。
右图是关于铁化学性质的知识网络（“→”表示一种物质转化为另一种物质），其中B是密度最小的气体，C为红色固体单质。
请回答下列问题：
（1）A物质的化学式为。
（2）B物质的一种用途是。
（3）反应②还需要的一种反应物是
填化学式）。
（4）写出反应③的方程式，并注明基本反应类型：
（）
23．如图表示某些物质间转化关系（反应条件和部分产物已省略）。
其中A、E为固体氧化物，且A为黑色粉末；B、D是由相同元素组成的无色液体，且B具有消毒杀菌作用；C、Y、Z为无色气体，其中Y有毒，X是最常见的金属。
请回答下列问题：
（1）反应①中A物质的作用是；
（2）反应③、④的化学方程式：
；；
（3）在日常生活中为防止反应②的发生，可采取的措施是（写一点即可）；
（4）在自然界中普遍存在反应⑤，其名称为。
24．某科学兴趣小组用科学方法测定一种钢样品中铁的含量。
同学们称取了5．7克钢样品，
投入装有10.0克稀盐酸（足量）的烧杯（烧杯质量也为10.0克）中。
在化学反应过程中对
烧杯（包括溶液和残余固体）进行了四次称量，记录如下表：
反应时间
t0
t1
t2
t3
烧杯和药品质量/克
25.7
25.6
25.5
25.5
（1）反应中产生氢气_______克，这种钢样品中铁的含量是多少？
（精确到0.1％）
（2）钢的类型分为：
含碳量［ω（C）〕0.3％～0.3％为低碳钢；0.3％～0.6％为中碳钢；0.6
％～2％为高碳钢。
假设残留在烧杯中的黑色固体全部是碳，则这种钢属于。
（3）有同学提出：
灼烧可使钢中的碳变为CO2挥发掉，灼烧后钢样品质量会减轻。
可是他
们将一定量的钢样品灼烧后，发现质量反而增加了很多。
原因是。
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