金属活动性讲义.docx

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金属活动性讲义

课题

金属的化学性质

（1）

教学目标

1初步认识金属活动性顺序和置换反应2知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应

重点、难点

重点是：

金属活动性顺序。

 难点是：

运用金属活动性顺序解释问题

考点及考试要求

熟练掌握铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应及金属活动性顺序

教学内容

知识框架

知识点一：

【内容概述】

某些金属能与酸（稀盐酸或稀硫酸）反应生成金属化合物和氢气 

金属+盐酸（硫酸）→金属化合物+H2↑

【典型例题—1】实验室制取H2 ，铁、锌和镁都可以和酸反应生成的氢气，实验室制取氢气应该选择              和（硫酸）反应制取，该反应的化学方程式为                        。

 发生装置可选用      装置，氢气的密度小，难溶于水，收集时可用     或者     收集

等臂杠杆两端各系一只等质量的铁球，将杠杆调平衡后，将球分别浸没在等质量、等密度的稀H2SO4

和CuSO4溶液里（如下图所示），一段时间后杠杆将会（  ）。

A．左端上翘  B．右端上翘 C．仍然平衡 D．无法判断

【针对练习】在托盘天平的两边各放一只等质量的烧杯，向两只烧杯中分别注入相同质量、相同质量分数的盐酸和稀硫酸，天平平衡。

（1）若向两烧杯中分别投入等质量的锌粒（如下图所示），待充分反应后，发现两烧杯中锌粒均有剩余，则天平指针     偏转。

（填不或向右、向左） 

（2）若向左边烧杯中投入少量的锌粒，向右边烧杯中投入等质量的镁条（如下图所示），待充分反应后，发现锌粒和镁条全部溶解，则天平指针      偏转。

（填不或向右、向左）

现有镁、铝两种金属分别跟稀盐酸充分反应，生成相同质量的氢气。

则可能的情况有（）

A．足量的稀盐酸与等质量的镁、铝发生反应

B．足量的稀盐酸与质量比为4：

3的镁、铝发生反应

C．足量的稀盐酸与质量比为8：

9的镁、铝发生反应

D．等质量、等溶质质量分数的稀盐酸与过量的镁、铝发生反应

【典型例题—2】在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相等、质量分数相等的稀硫酸，然后在左右两盘的烧杯中分别放入等质量的锌粉和铁粉。

下列实验现象不可能观察到的是（）

A.天平指针开始偏向放铁粉的烧杯一边B.只有铁粉有剩余

C.天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边D.只有锌粉有剩余

现有铁和另一种金属组成的混合物，在5．6g该混合物中加入100g一定溶质质量分数的稀盐酸，两者恰好完全反应，产生氢气的质量为m。

下列说法正确的是（）

A．若混合物为Fe、Al，m可能是0．2g

B．若混合物为Fe、Zn，m不可能是0．2g

C．若混合物为Fe、Zn，m可能是0．1g，则该混合物中铁的质量分数为50％

D．若混合物为Fe、A1，则稀盐酸中溶质质量分数一定大于7．3％

【针对练习】现有A～G七种物质，已知A是赤铁矿的主要成分，E的浓溶液稀释时会放出大量的热，G溶液为蓝色，它们之间存在如右图所示的转化关系：

（1）写出下列物质的化学式：

D：

F：

（2）在反应①②③中，属于置换反应的是（填序号）。

（3）工业上常利用反应①的原理来炼铁，写出反应①的化学方程式。

（4）写出物质A与E的稀溶液发生反应的化学方程式。

某化学兴趣小组通过如下实验由废铁屑制备硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）：

①在洗涤过的废铁屑中加入适量稀硫酸，反应结束后过滤。

②将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却析出硫酸亚铁晶体。

③待结晶完毕后，滤出晶体，用少量低温的水洗涤晶体3次。

请回答下列问题：

（1）在步骤①过滤时，所需用到的玻璃仪器中，除了漏斗、烧杯外，还需。

（2）写出步骤①中发生反应的化学反应方程式

（3）步骤③中洗涤晶体用的水必须少量且低温，其原因是

（4）为了判断步骤③中晶体表面吸附的硫酸是否洗净，有人向第3次洗涤液中滴加硝酸钡溶液和稀硝酸，得到白色沉淀，以此证明该晶体并未洗净。

该结论是否可靠？

为什么？

知识点二：

【内容概述】

大多数的金属都能与氧气反应，生成金属氧化物 

金属+氧气→金属氧化物

【典型例题—1】铁在氧气中点燃，该反应的化学方程式是             。

铝在空气中加热， 该反应的化学方程式是            。

铜在空气中加热，该反应的化学方程式是            。

下列金属在常温下干燥的空气中能发生反应的是（   ）    A.铝 B.铁    C.铜  D.银

【针对练习】下列关于铁、铝、铜的说法正确的（     ） 

   A.都是银白色金属         B.都能与稀硫酸反应    C.都能与氧气反应         D.都能被磁铁吸引

下列关于铁的化学性质的叙述正确的是（  ）。

A．铁的化学性质不活泼  B．铁在空气中燃烧生成四氧化三铁 

C．铁生锈属于缓慢氧化  D．铁与硫酸铜反应生成硫酸铁和铜 

【典型例题—2】现在，国内外很多人都愿意用铁锅炒菜，其主要原因是（  ）。

A.铁有良好的导热性  B．铁资源丰富，价格低廉 C．使食物中增加微量元素  D．铁在空气里不易生锈

将一根干燥的铁丝弯成如下图所示的形状，并将其两端分别插入盛有水的烧杯甲中和盛有植物油的烧杯乙中，放置数天后，观察铁丝A、B、C三处表面发生的变化是否相同?

若有不同，则A、B、C三处各有什么现象?

【针对练习】下列物质中铁元素的质量分数最高的是（  ）。

 A．FeO  B．Fe2O3  C．Fe3O4  D．FeS2

下列有关实验现象的描述正确的是      （        ） 

A.铁丝在氧气中燃烧时火星四射，有黑色四氧化三铁固体生成  

B.铁锈与稀盐酸反应后溶液由无色变成了浅绿色     

C.硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰 

D.打开浓盐酸试剂瓶的瓶塞，瓶口上方出现大量白烟

知识点三：

【内容概述】

置换反应:

（一换一） 由一种        与一种       反应，生成另一种        与另一种       的反应叫做置换反应。

单质+化合物→单质+化合物

【典型例题—1】下列反应中属于置换反应的是（    ） 

   A. 2H2O = 2H2↑+O2↑      B.Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2↑ 

   C. 3Fe+2 O2  = Fe3O4         D.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

把铁条浸入到硫酸铜中，观察到的现象是                       ， 该反应的化学方程式是                   

【针对练习】将铁片投入下列溶液中，过一会儿溶液质量增加的是（  ）。

 A．稀硫酸 B．硫酸铜溶液  C．硫酸亚铁溶液  D．稀盐酸 

下列关于“曾青得铁则化为铜”的有关内容描述错误的是（  ）。

A．在此反应过程中可看到铜覆盖在铁的表面  B．此反应中“曾青”是指硫酸铜 

C．此反应为置换反应  D．此反应同氢气还原氧化铜一样，必须在加热条件下发生

【典型例题—2】金属在生产和生活中有广泛的应用。

（1）下列金属制品中，利用金属导电性的是_________（填字母序号）。

A．黄金饰品B．铝蒸锅C．钢导线

（2）铁制品在沙漠地区不易锈蚀的原因是___________。

（3）工业上用一氧化碳和赤铁矿炼铁反应的化学方程式为____________。

（4）某厂排放的废水中含有硫酸铜，将废水处理可得到铜和铁红（氧化铁）两种产品。

过程如下图所示（废水中的其他物质不参与反应）；

过程①中发生反应的化学方程式为_________。

A-G七种物质中含铁元素的有___________（填字母代号）。

某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如下实验方案。

结合实验方案回答下列问题：

（1）步骤①中，金属X是，该反应的化学方程式为；

（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是；

（3）从滤液中获得硫酸亚铁晶体采用的方法是。



【针对练习】做“镁带在空气中燃烧”实验时，小科同学发现生成物中有少量黑色固体。

黑色固体是镁和什么物质反应所产生的？

他提出下列猜想：

猜想一：

黑色固体可能是镁和氮气反应的产物；

猜想二：

黑色固体可能是镁和二氧化碳反应的产物。

为了验证上述两个猜想，小科设想：

（1）让空气通过A、B装置，其中A装置的作用是；

（2）用C瓶收集通过A、B装置后的气体，并加入足量的红磷燃烧；待C瓶冷却后，再把点燃的镁带放入C瓶中。

经过思考发现，由于收集气体时相关气体的密度差异及C瓶冷却后瓶内外的气压差异，达不到预期效果。

于是，他在老师的帮助下获得了这种气体，观察到镁带在该气体中燃烧并有淡黄色的固体产生；然后用D瓶收集一瓶气体，把点燃的镁带放入D瓶中，观察到镁带在D瓶也能燃烧，同时有白色和黑色固体生成。

通过以上实验，凶得出结论：

猜想正确。

同时，他对燃烧有了新的认识：

某兴趣小组对生锈废铁锅中铁的含量进行了测定。

生锈的铁锅中除Fe、Fe2O3外，还含有碳、硅、锰等元素（除Fe、Fe2O3以外的物质都不与稀硫酸反应）。

兴趣小组的同学称取33g废铁锅片放入特制容器中，缓慢加入39.2%的稀硫酸，直到反应完全（假设硫酸先与表面的铁锈发生反应），实验数据如图所示。

（1）从化学元素与人体健康的角度考虑，我们应选用铁锅还是铝锅，为什么。

（2）废铁锅片中铁单质的质量分数为。

（结果保留到0.1%）

（3）所得溶液中所含溶质的化学式为，计算溶液中硫酸铁的质量。

（要求写出计算过程）

课堂巩固练习

一、选择题（本大题包括6个小题，每小题3分，共18分）

1．（3分）下列关于金属与氧气反应的说法中正确的是（　　）

A．

红热的铁丝在空气中能燃烧

B．

各种金属在常温下都能与氧气反应

C．

根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的活动性

D．

在较高温度下能与氧气反应的金属，在常温下也能与氧气反应

2．（3分）（2012•佛山）黄金是Au对应的单质，化学性质很稳定．而假黄金是铜锌合金，颜色和外形似黄金．下列不能区分黄金与假黄金的方案是（　　）

A．

在空气中灼烧

B．

放在盐酸中

C．

观察颜色

D．

放在AgNO3溶液中

3．（3分）（2011•南平）金属单质钴（Co）能与盐酸发生反应：

Co+2HCl=CoCl2+H2↑，下列判断正确的是（　　）

A．

钴的金属活动性比铜强

B．

钴的金属活动性比银弱

C．

该反应为分解反应

D．

钴元素的化合价在反应前后的变化是+4

4．（3分）（2013•天津）已知金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间．下列化学反应不能发生的是（　　）

A．

Mn+2HCl=MnCl2+H2↑

B．

Mg+MnSO4=MgSO4+Mn

C．

Fe+MnSO4=FeSO4+Mn

D．

Mn+CuSO4=MnSO4+Cu

5．（3分）（2012•济宁）下列现象和事实，可用金属活动性作出合理解释的是（　　）

①金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强；

②金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝活动性强；

③硫酸铜、石灰水配制农药波尔多液，不宜用铁制容器；

④金属锌与稀硫酸反应速率适中，更适于实验室制取氢气．

A．

①②

B．

③④

C．

①③④

D．

①②③④

6．（3分）（2013•珠海）一定质量的锌、铁分别和等量的盐酸反应，产生氢气质量与时间的关系如图所示，下列说法不正确的是（　　）

A．

t1时，产生氢气的质量锌比铁大

B．

t1时，产生氢气的速率锌比铁大

C．

t2时，参加反应锌的质量与铁相同

D．

t2时，锌、铁消耗的盐酸质量相同

二、非选择题（本大题包括2个小题，共22分）

7．（7分）（2013•北京）铜是人类最早利用的金属之一．

（1）下列铜制品中，利用金属导热性的是　_________　（填字母序号）．

A．

铜质奖牌B．

铜导线C．

铜火锅

（2）“湿法炼铜”的原理是硫酸铜溶液与铁反应，该反应的化学方程式为　_________　．

（3）利用废旧电池铜帽（含Cu、Zn）制取海绵铜（Cu），并得到硫酸锌溶液，主要流程如图所示（反应条件已略去）：

已知：

2Cu+2H2SO4+O2

2CuSO4+2H2O

①过程Ⅱ中分离操作的名称是　_________　．

②过程Ⅲ中有气体产生，反应的化学方程式为　_________　．

③A～E中含铜、锌两种元素的物质有　_________　（填字母序号）．

8．通过一年的化学学习，我们已经了解了常见金属在溶液中的活动性顺序．铬（Cr）是重要的金属材料，越来越受到人们的关注．某化学兴趣小组对Cr，Al，Cu的金属活动性顺序进行了探究，过程如下：

【提出假设】

（1）对三种金属的活动性顺序提出的三种可能的假设：

a．Al＞Cr＞Cub．Cr＞Al＞Cuc．　_________　

【设计实验】同温下，取大小相同的打磨过的金属薄片，分别投入到体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象，记录如下：

金属

Cr

Al

Cu

与盐酸反应发生现象

气泡产生缓慢，金属逐渐溶解

气泡产生激烈，金属迅速溶解

无气泡产生，金属无变化

【控制实验条件】

（2）打磨三种金属发生的是　_________　变化；上述实验使用等浓度的盐酸溶液的理由是　_________　．

【得出结论】（3）原假设中正确的是　_________　（填假设中a，b或c）．写出铬（铬与盐酸反应后显+2价）与盐酸反应的化学方程式　_________　．

【结论应用】（4）根据探究结果，在CuCl2和AlCl3的混合液中加入一定量的金属铬，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入盐酸，无明显现象，则滤液中一定含有的溶质是　_________　．

课后作业

 金属的化学性质 习题精选

（一） 

1．下列叙述中，属于金属化学性质的是（  ） 

A．纯铁是银白色固体        B．铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化膜 

C．铜容易传热、导电        D．钨有很高的熔点 

2．镁条在空气中燃烧时，可观察到的现象是（  ）

 A．发出蓝色火焰            B．发出耀眼白光C．发出黄色火焰            D．剧烈燃烧，火星四射 

3．下列关于金属的说法正确的是（  ） 

A．各种金属在常温下都不能与氧气反应   B．各种金属在高温下都能与氧气反应

 C．根据金属与氧气反应的难易程度可以初步比较金属的活动性 D．各种金属都能与盐酸发生置换反应 

4．下列方程式中错误的是（  ） 

A．Fe + CuCl2 = FeCl3 + Cu          B．Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ 

C．Cu + ZnSO4 = Zn + CuSO4        D．2Cu + O2 =2CuO  

5．下列叙述中不正确的是（  ） 

A．氯化亚铁溶液和硫酸亚铁溶液都是浅绿色的    B．氧化铝和氧化铜都是黑色固体

 C．硫酸铜溶液是蓝色溶液                 D．硫酸铝溶液是无色溶液 

6．为适应火车提速，我国一些铁路线上原有的短轨已全部连接为超长轨。

工程技术人员常用如下反应来焊接钢轨间的缝隙：

2Al + Fe2O3=Al2O3 + 2Fe。

有关此反应的下列说法中正确的是（  ） 

A．该反应属于化合反应            B．该反应属于分解反应 

C．该反应属于置换反应            D．该反应中铁元素的化合价降低 

7．小兰家中收藏一件清末的铝制佛像，至今仍保存十分完好。

该佛像未锈蚀的主要原因是（  ）

 A．铝不易发生化学反应            B．铝的氧化物容易发生化学反应 

C．铝不易被氧化                 D．铝易被氧化，但氧化铝具有保护内部铝的作用。

 8．镁、铁在日常生活中有较为广泛的用途。

如：

（1）镁在空气中燃烧时，发出耀眼的白光，可用来制造镁闪光灯，其反应化学方程式为：

      。

（2）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成氯化亚铁，起到补血作用，写出这个反应方程式：

               。

9．我国是现代湿法冶金的先驱，早在西汉时期，刘安在《淮南万毕术》中写到“曾青得铁则化铜”，这里的“曾青”就是铜的化合物（如硫酸铜）。

在宋朝利用这个反应冶铜的生产具有一定的规模。

该反应的化学方程式为：

           ，该反应的基本反应类型是      。

10．

（1）实验室的废酸液不能直接倒入下水道是因为     。

（2）工人师傅在切割钢板时常用硫酸铜划线是因为     （用化学方程式表示）

 1．继“食盐加碘”后，我国又将启动“酱油加铁”工程。

“酱油加铁”的意义是（  ） 

①补充人体需要的铁元素 ②预防缺铁性贫血病 ③改善酱油的味道 ④增加黑色素 ⑤减少厨房污染物 ⑥提高人民的健康水平 

A．①②③          B．④⑤⑥        C．③④⑤  D．①②⑥ 

2．将足量的铁粉投入硫酸铜和硫酸的混合溶液中，反应完毕后过滤，在滤液里含有的物质是（  ）

 A．Fe2（SO4）3  B．CuSO4  C．FeSO4  D．H2SO4 

3．下列物质不可能是通过相应的金属跟稀酸发生置换反应制得的是（  ） 

A．硫酸铁 B．硫酸锌 C．氯化镁  D．氯化亚铁 

4．把锌片投入到下列溶液中，锌片溶解且溶液质量减轻，又没有气体产生的是（  ）

 A．H2SO4   B．CuSO4  C．ZnSO4 D．AgNO3 

5．欲判断三种金属X、Y、Z的活动性顺序，没有必要验证的结论是（  ）

A.Y能置换含X的化合物溶液中的X B．X能置换酸中的氢 

C．Y能置换酸中的氢D．Z不能置换酸中的氢 

6．铁是人们广泛使用的金属，下列关于铁的说法中正确的是（  ） 

A．纯铁的机械性能比钢好B．铁是地壳里含量最多的金属元素

 C．人类历史上铁器的使用早于铜器D．生铁和钢都是铁合金 

7．在托盘天平的两端各放一个盛有相同质量、相同浓度盐酸的烧杯，并使天平保持平衡，在左、右两个烧杯中分别放入等质量了两种金属（保持盐酸过剩），反应完全后发现左杯升高、右杯下降，则左右两个烧杯中分别放入的金属可能是（  ） 

A．镁和铝 B．锌和镁  C．锌和铜 D．铜和铁 

8．某废液中含有HCl、FeCl2和CuCl2，要从中全部回收金属铜。

某化学兴趣小组的同学先加入过量的铁粉，充分反应后过滤，滤渣中含有     ，如果想用化学方法继续实验得到金属铜，请写出简要步骤（包括加入试剂和操作方法）                        。

9．现有铁片、铜片、硝酸汞溶液和盐酸几种物质，预确定Fe、Cu、Hg、H的活动顺序，有如下三种方案：

A．Fe + HCl（将铁片投入盐酸中）  Hg（NO3）2 + Fe（将铁片放入硝酸汞中） Cu + HCl（将铜片投入盐酸中）

B．Fe + HCl    Cu + HCl    Cu + Hg（NO3）2 

C．Fe + HCl    Fe + Hg（NO3）2         Cu + Hg（NO3）2 

试评价这三种方案：

（1）最差的方案是        ，理由是          ；  

（2）最好的方案是      ，理由是          。

10．有一置于水中用特殊材料制成的密闭容器，气体分子可以通过该容器的器壁，而液体和固体则不能通过。

容器质量为1g，体积为0.04L。

容器内盛有32.5g质量分数为40%的稀硫酸，如果向其中加入锌粒，要想保持容器在水底不沉底，则锌粒的质量最大不能超过多少？