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1、1金属的化学性质归类剖析金属的化学性质归类剖析一、金属的化学性质一、金属的化学性质1.1. 金属与氧气的反应金属与氧气的反应铝镁等活泼金属在常温下就能和氧气发生反应，生成氧化物保护膜。铁铜等在常温下几乎不与氧气反应，但在高温或点燃时能与氧气反应。金即使在高温下也不与氧气反应，化学性质非常稳定注意：注意：根据金属与氧气发生反应的难易程度可大体判断金属的活泼程度。2.2. 金属与酸反应金属与酸反应活泼金属可以与酸发生置换反应，生成盐和氢气，例如 Zn+H2SO4ZnSO4+H2。注意：注意：不是所有的酸都能和金属发生置换反应，生成盐和氢气。酸一般指稀硫酸和稀盐酸，而不是指浓硫酸和硝酸等酸；金属指的
2、是活泼金属，金属活动性顺序表中排在氢前面的金属，但一般不考虑最活泼的 K、Ca、Na。3.3. 金属与某些化合物溶液反应金属与某些化合物溶液反应活泼金属可以与某些化合物溶液发生置换反应，将其从溶液中置换出来。例如，铁可以和硫酸铜溶液反应，生成铜和硫酸亚铁。二、置换反应二、置换反应1.1. 含义含义由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和化合物的反应，叫做置换反应。2.2. 特征特征置换反应是一种基本反应类型，它是以反应物和生成物的类别来分类的。其特点为：反应物和生成物必须同时是一种单质和一种化合物。例如 CH4+2O2CO2+2H2O 只是氧化反应，并不是置换反应，因为它的生成物是两种化合
3、物；类似地还有 C+2CuO 2Cu+CO2。3.3. 字母表达式：字母表达式：A+BCB+AC，有时简称为“一换一”的反应。4.4. 置换反应中元素化合价的问题置换反应中元素化合价的问题由于置换反应是单质与化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物，组成单质的 元素转化为生成物中组成化合物的元素，而组成化合物的元素则转化为生成物中组成单质的元素，所以在置换反应中一定有元素化合价的变化。注意：注意：金属铁与酸发生置换反应时，生成亚铁离子而不是铁离子。例如：Fe+H2SO4 FeSO4+H2 。三、金属活动性顺序表三、金属活动性顺序表金属活动性顺序：一般是指金属在溶液中失去电子变成离子的能力的强弱
4、。失电子能力强的金属称之为活泼金属，失电子能力弱的金属称之为不活泼金属。常见金属的活动性强弱顺序见下表：根据表中信息可总结出以下规律：2（1）金属的位置越靠前，金属的活动性越强；（2）位于氢前面的金属可以和酸发生置换反应，生成盐和氢气；（3）排在前面的金属可以把排在它后面的金属从其化合物溶液中置换出来。注意：注意：排在前面的金属不包括钾、钙、钠三种金属，它们的活动性太强，与化合物溶液发生反应时，是先和溶液中的水发生反应；也不包括铂、金，它们的活动性太弱，在自然界几乎没有化合物的形态存在。例题例题 （辽辽宁宁丹丹东东）某化学兴趣小组的同学要探究镁、铁、铜 三种金属的活动性顺序，设计了如图所示的实
5、验方案：（1）试管乙中观察到的现象是_，反应的化学方程式为_。（2）同学们经讨论后认为该方案可以优化， 试管的实验是多余的。同学们经讨论得出三种金属的活动性由强到弱的顺序为_。（3）去掉多余的实验，同学们将另两支试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中，一段时间后过滤，得到不溶物和滤液，并对不溶物的成分进行如下探究：【提出问题】烧杯中不溶物的成分是什么？【实验探究】向过滤得到的不溶物中加稀硫酸：若无气泡产生，则不溶物的成分是_；若有气泡产生，则不溶物中一定含有 ，可能含有 解析解析：（1）实验乙是铁与硫酸铜溶液反应的实验，可观察到的现象是铁表面有红色物质析出，溶液由蓝色（硫酸铜溶液颜色）变为浅绿色（
6、硫酸亚铁溶液颜色） ；反应的化学方程式为 Fe+CuSO4FeSO4+Cu；（2）根据甲实验可得出活动性 MgFe，根据乙可得出活动性 FeCu，综合这两个实验可知三者的活动性顺序为 MgFeCu，即丙实验是多余的，可以不用做；（3）三种金属中，Mg、Fe 都能与稀硫酸反应生成 H2，根据加入稀硫酸后无气泡产生，可知不溶物中没有 Mg 和 Fe，即不溶物的成分是 Cu；若加入稀硫酸后有气泡产生，则不溶物中一定含有能与稀硫酸反应产生气体的金属，又因为 Mg 的活动性比铁强，所以不溶物中一定有铁，仅根据题给信息不能确定是否一定含有 Mg，即 Mg 可能存在。三种金属中，铜的活动性最弱，因此，如果铁
7、有剩余，则滤液中一定没有 CuSO4，不溶物中一定有 Cu。答案答案：（1）铁表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为浅绿色 Fe + CuSO4FeSO4 +Cu(2) 丙；MgFeCu（3）铜（或 Cu） 铜 、铁（或 Cu、Fe） （漏选不得分） ；镁（或Mg）点拨点拨：设计方案探究金属活动性顺序时常用的方案有：三种金属一种酸、中间金属两头盐和两头金属中间盐等，解题时可对照方案选择合适的方法和试剂进行。3【方法提炼方法提炼】巧解金属与酸反应图象题巧解金属与酸反应图象题对于金属与酸反应的图象题，我们解题的要领是抓住图象，一般以“三点一趋势一平台”为核心。三三 点：点：起点、转折点和终点（有时转折
8、点和终点会合二为一） ；一趋势一趋势：图象的变化趋势（该趋势一般能反映有关量的变化规律） ；一平台：一平台：与 x 轴平行的那条线，平台高低即反映有关量的大小问题。常见的有两种类型：类型一：类型一：等质量的金属与足量的酸反应时，生成氢气的质量与其化合价以及相对原子质量有关，生成的金属化合物中化合价越高，氢气质量越多，在等化合价的前提下，还与其相对原子质量成反比，金属的相对原子质量越大，产生的氢气越少。例题例题 1 1 等质量的锌、铁两种金属与足量的盐酸反应，生成氢气的质量与时间的关系如下图所示，则下列说法正确的是（ ）氢气质量 t O甲乙 苯A. 甲是金属铁，乙是金属锌B. 生成氢气的质量是甲
9、小于乙C. 甲金属的活动性比乙强D. 参加反应的盐酸的质量一定相等解析解析：这是一道典型的数形结合的化学图象题，用数学中的直角坐标系来反映化学反应中的有关规律。图象平台的高低反映了生成氢气质量的多少，而平台的转折点则表示反应终点，也表明了反应速度的快慢，即金属活动性的强弱。根据图示可知，金属甲生成的氢气多于金属乙，而反应速度则是甲慢于乙。据此可推断乙是锌而甲是铁，等质量的金属与足量酸反应时，生成的氢气质量与相对原子质量成反比，锌的相对原子质量大于铁的相对原子质量，所以锌放出的氢气应该少于铁，也符合图象的规律。参加反应的酸则可由氢气质量来判断。答案：答案：A类型二：类型二：足量金属与等量酸反应时
10、，生成的氢气质量是相等的（因为参加反应的酸的质量相等） ，此时消耗的金属的质量与其相对原子质量成正比。相对原子质量越大，参加反应的金属的质量越多。例题例题 2 2 一定量的金属甲与乙分别放入等质量、等浓度的稀硫酸中。充分反应后，放出的氢气质量与时间关系如下图所示，则下列判断正确的是（ ）4氢气质量 t O甲乙 苯A. 金属活动性：甲乙B. 相对原子质量：甲乙C. 金属消耗的盐酸质量：甲乙D. 若甲是锌，乙是铁，则参加反应的甲、乙质量比为 56：65解析解析：如图所示，金属甲、乙和一定量的酸反应，生成的氢气质量相等。根据题意，此时酸已经全部参加反应，金属可能有剩余。由图象的转折点可以看出，甲的反
11、应速度明显快于乙，所以甲的活动性强于乙的活动性，当生成等质量的氢气时，参加反应的金属的质量与其相对原子质量成正比，但由于金属不明，所以不能确定其相对原子质量的大小，但如果甲是锌而乙是铁的话，则它们的质量比应该与其相对原子质量成正比，是 65：56。答案：答案：C（答题时间：（答题时间：3030 分钟）分钟）1. 有 X、Y、Z 三种金属，只有 Z 在自然界主要以单质形式存在；如果把 X、Y 分别加入稀盐酸中，Y 表面产生气泡而 X 没有。则这三种金属的活动性顺序由强到弱为（ ）A. XYZ B. YXZ C. ZXY D. ZYX2. 将等质量的镁和铁分别放入等质量、质量分数相同的稀盐酸中，产
12、生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是（ ）A. 反应结束后镁一定有剩余B. 反应消耗盐酸的总质量一定相等C. 0t1时段，产生氢气的质量镁比铁大D. 0t2时段，参加反应的镁的质量与铁相等*3. 某同学将镁和金属 x 的混合物共 2.4g 加入足量的稀硫酸中，充分反应后得到0.22gH2，则金属 x 可能是（ ）A. Al B. Zn C. Fe D. Cu 4. 锌与金属 M 的化合物溶液发生反应的化学方程式为 Zn + MS04 ZnSO4+M，下列说法正确的是（ ）A. 金属 M 的活动性比 Zn 强 B. 金属 M 一定是 CuC.该反应属于置换反应 D.反应后溶液的
13、质量一定减少*5. 向一定质量的 FeSO4和 CuSO4的混合溶液中加入一定质量锌粉，充分反应后过滤，5得滤液 M 和滤渣 N。向滤渣 N 中加入稀盐酸，有气泡产生。根据实验现象分析判断，下列说法中不正确的是（ ）A. 滤液 M 中一定存在 Zn2+B. 滤液 M 的颜色呈蓝色C. 滤渣 N 中一定含有 Fe 和 CuD. 滤渣 N 的质量小于加入的锌粉的质量6. 在实验事实的基础上归纳结论，是化学学习的重要思想和方法。下列有关金属活动性实验探究的归纳和总结中，不科学的是（ ）A. 镁与氧气在常温下就能反应，而铁与氧气在高温时才能反应，故镁比铁活泼B. 锌粒与盐酸反应比铁片与盐酸反应要剧烈，
14、故锌比铁活泼C. 铝能与盐酸反应放出氢气，而铜不能与盐酸反应，故铝比铜活泼D. 铜与硝酸银反应得到银，故铜比银活泼7. 金属 M 与硝酸银溶液反应的化学方程式为：M+2AgNO3M（NO3）2+2Ag ，则下列说法错误的是（ ）A. M 的金属活动性比银强 B. 金属 M 可能是铜C. 该反应属于分解反应 D. 反应前后溶液的质量发生了变化8. 仅用下列各组试剂无法完成验证 Zn、Cu、Ag 三种金属活动性顺序的是（ ）A. Zn、Ag、CuSO4溶液 B. Cu、ZnSO4溶液、AgNO3溶液C. Zn、Ag、稀硫酸、ZnSO4溶液 D. Zn、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液*9. 向 Al(
15、NO3)3、AgNO3的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸时，有气泡产生。则滤液中含有的金属离子有 ，有关反应的化学方程式为 。 （写一个即可）10. 已知镉(Cd)的金属活动性与铁、锌相近，镉元 素在化合物中常显+2 价。（1）细铁丝在氧气中点燃发生剧烈燃烧，化学方程式是_。（2）将镉丝插入下列溶液有明显现象的是_(填序号)。NaCl 溶液 HCl 溶液 AgNO3溶液 NaOH 溶液（3）镍镉电池应用广泛，为了防止污染环境，在废旧镍镉电池中回收镉的一种方法如下：步骤 1：将废旧电池破碎成细颗粒后培烧，将镉转化为氧化镉（CdO） ；步骤 2：将含氧化镉的细颗粒和炭粉混合后，隔绝空气加热至 1200，可得镉蒸气和一氧化碳。步骤 2 中氧化镉变成镉的化学方程式是_。11. 金属及金属材料在生产、生活中应用广泛。（1）铜可以拉成铜丝，这是利用金属的 。（2）铝具有很好的抗腐蚀性能，原因是 （用化学方程式表示） 。（3）小明在学习金属的化学性质时，做了如下探究实验（金属片已打磨）：将铁片插入硫酸铜溶液中，铁片表面的现象是 ；6将铜片
