一、金属与氧气的反应1．金属与氧气反应的现象实验表明大多数金属都能与氧气发生反应，但反应的难易和剧烈程度是不同的，即使同种金属在空气中和氧气中的燃烧现象也各有明显的不同常见的几种金属在空气和氧气中的反应情况的比较如下表：金属空气氧气化学方程式镁在空气中剧烈燃烧发出白光，生成白色固体比在空气中燃烧更剧烈2Mg+O22MgO铁在空气中不燃烧，只与氧气发生缓慢氧化反应在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体3Fe+2O2Fe3O4铝粉末状铝剧烈燃烧，块状铝一般不燃烧，只发生缓慢氧化反应铝箔在氧气中剧烈燃烧，发出白光，生成白色固体4Al+3O22Al2O3铜加热，生成黑色物质；潮湿空气中，生成铜绿而被腐蚀加热，生成黑色物质2Cu+O22CuO2Cu+O2+CO2+H2OCu(OH)2CO3银、金即使在高温下也不与氧气反应2．金属与氧气反应的利用（1）由于镁燃烧时发出耀眼的白光，所以可用镁制作照明弹和烟花2）常温下，在空气中铝表面会生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，因此，铝具有良好的抗腐蚀性能3）可以利用灼烧法来鉴别黄铜和黄金灼烧时没有变化的是黄金，变黑色的是黄铜，因为黄铜中的铜与氧气反应生成了黑色的氧化铜。
4）大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同镁、铝在常温下就能与氧气反应，铁、铜在常温下几乎不与氧气反应，但在高温时能与氧气反应从金属能否与氧气反应以及跟氧气反应的难易和剧烈程度，可以大致判断金属的活泼性：镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼3．影响金属与氧气反应剧烈程度的因素（1）金属的活泼性：当其他条件相同时，金属越活泼，反应越剧烈例如，铁比铜活泼，所以铁与氧气反应比铜与氧气反应剧烈2）氧气的浓度：当其他条件相同时，氧气的浓度越大反应越剧烈3）金属与氧气的接触面积：当其他条件相同时，金属与氧气的接触面积越大，反应越剧烈例如，粉末状的金属比块状的金属反应剧烈二、金属与酸的反应1．常见金属与盐酸或稀硫酸的反应现象与原理金属现象[来源:学_科_网Z_X_X_K]反应的化学方程式[来源:学科网]盐酸稀硫酸盐酸稀硫酸镁剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰Mg+2HClMgCl2+H2↑Mg+H2SO4MgSO4+H2↑铝打磨过的铝放入酸中，剧烈反应产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑锌反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰Zn+2HClZnCl2+H2↑Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑铁反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰Fe+2HClFeCl2+H2↑Fe+H2SO4FeSO4+H2↑2．金属与酸反应的规律（1）铁与盐酸或稀硫酸发生置换反应时，生成的铁的化合物中铁元素的化合价为+2价，含有Fe2+的溶液均为浅绿色。
2）金属与酸反应后溶液的质量增大3）利用金属与盐酸或稀硫酸能否发生反应以及反应的剧烈程度可以判断金属的活泼性金属与盐酸或稀硫酸反应越剧烈，金属越活泼但盐酸或稀硫酸的质量分数、金属的表面积、温度等因素会影响金属与盐酸或稀硫酸发生反应的现象，所以设计实验时应注意控制变量三、金属活动性顺序及其意义1．金属活动性顺序常见金属在溶液中的活动性顺序如下：2．金属活动性顺序的意义（1）在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，金属活动性越强2）在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属才能置换出盐酸、稀硫酸中的氢3）在金属活动性顺序中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来（K、Ca、Na除外）4）很活泼的金属，如K、Ca、Na与盐溶液反应，先与溶液中的水反应生成碱，碱再与盐溶液反应，没有金属单质生成如钠放入硫酸铜溶液中，发生如下反应：2Na+2H2O2NaOH+H2↑2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4（5）金属原子与金属离子得失电子能力的比较金属原子金属离子3．金属活动性顺序的应用（1）判断某些置换反应能否发生类型反应的条件判断金属与酸能否反应①在金属活动性顺序中，该金属必须排在氢前面②酸一般指盐酸或稀硫酸判断金属与盐溶液能否反应①在金属活动性顺序中，该金属单质必须排在盐中金属元素对应的金属单质的前面②盐必需可溶于水③金属不包含K、Ca、Na（2）根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分。
如向CuSO4、AgNO3混合液中加铁粉，反应后过滤，判断滤液和滤渣成分铁与CuSO4和AgNO3溶液反应有先后顺序，如果铁足量，先将AgNO3中的Ag完全置换出来，再置换CuSO4中的Cu，完全反应后溶液中只有FeSO4；如果铁的量不足，应按照“先后原则”分别讨论滤液和滤渣的成分3）根据金属活动性顺序判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属活动性顺序如镁、锌、铁三种金属与同浓度的稀硫酸反应产生氢气的速率：Mg＞Zn＞Fe，则可判断出金属活动性：Mg＞Zn＞Fe4）利用金属活动性顺序研究金属冶炼的历史金属活动性越弱，从其矿物中还原出金属单质越容易；金属活动性越强，其从矿物中还原出金属单质越难所以越活泼的金属越不易冶炼，难于冶炼的金属开发利用的时间就越迟5）应用举例①湿法炼铜我国劳动人民在西汉时期就掌握了湿法炼铜技术，即将铁放入硫酸铜溶液中置换出铜：Fe+CuSO4FeSO4+Cu②从洗相废液中回收银洗相废液中含有大量的银离子，可用铁置换回收：Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag③处理工业废水中的铜、汞离子工业废水中常含铜、汞等金属离子，这些离子对生物有很大的危害，在排放前必须进行处理，可用铁置换回收。
④实验室选择金属与酸反应制取氢气在金属活动性顺序中，氢之前的金属都能跟稀硫酸、稀盐酸反应生成氢气，但Zn之前的金属与酸反应太快，不便操作；Zn之后的金属与酸反应太慢，花费时间太长，从经济效益和反应速率等多方面考虑，Zn是制取氢气最合适的金属四、金属活动性顺序的探究1．实验原理及判断方法借助金属与酸、盐溶液能否发生反应及反应的速率来判断金属的活动性强弱判断方法操作方法现象与结论金属能否与稀硫酸或稀盐酸反应将金属插入稀硫酸或稀盐酸中，观察是否产生气泡有气泡产生，说明该金属在金属活动性顺序中排在氢之前，否则排在氢之后金属与稀硫酸或稀盐酸反应的剧烈程度将表面积相等的金属插入等浓度等质量的稀硫酸或稀盐酸中，观察气泡产生的快慢产生气泡速率快的比产生气泡速率慢的活动性强金属能否与盐溶液发生置换反应将金属插入某盐溶液中，观察现象（金属表面是不是有另一种金属析出及溶液颜色变化）如果能将盐溶液中的金属置换出来，说明插入溶液中的金属的活动性较盐溶液中所含金属的活动性强，否则相反2．实验方案设计（1）比较两种金属的活动性强弱通用法：将一种金属（M)插入另一种金属（N）的盐溶液中，如果无明显现象，则两种金属的活动性顺序为M＜N；如果M上有N附着，则两种金属的活动性顺序为M＞N。
特殊法：如果在金属活动性顺序中一种金属排在氢前，另一种金属排在氢后，也可用稀盐酸（或稀硫酸）判断：将大小、形状相同的两种金属分别插入等体积、等浓度的稀盐酸（或稀硫酸）中，如果M上有气泡产生，N上无明显现象，则两种金属的活动性顺序为M＞N2）比较三种金属的活动性强弱方法一：“两金夹一盐”即选用三种金属中活动性最强和最弱的两种金属的单质及活动性介于两种金属之间的金属盐溶液作为试剂，根据两种金属单质分别与盐溶液反应的情况进行判断方法二：“两盐夹一金”即选用三种金属中活动性排在中间的金属单质及其他两种金属的盐溶液作为试剂，根据金属单质分别与两种盐溶液反应的情况进行判断3）对于更多金属，可以用酸将这些金属先分组转化为上述两种情况，然后进行探究3．实验注意事项（1）实验前必须除去金属表面的锈2）做金属与酸的反应时一般用稀盐酸或稀硫酸，不用硝酸或浓硫酸3）金属与盐溶液的反应，盐必须可溶4）并不是所有排在前面的金属都能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，如K、Ca、Na5）在比较金属活动性时需要注意控制变量法的应用，如酸或盐溶液的温度、浓度、体积，金属的形状、表面积需保持一致考向一 金属与氧气反应典例1 下列有关实验现象的描述不正确的是A．镁条和稀盐酸反应，放出热量B．铁丝在氧气中燃烧，生成白色固体C．红磷在空气中燃烧，产生大量白烟D．铁粉和稀盐酸反应，产生无色气泡【答案】B1．（2018·荆门）下列描述正确的是A．铁丝在O2中燃绕火星四射，有黑色固体产生B．金属铝在空气中具有抗腐蚀性，是因为金属铝不与空气反应C．加热高锰酸钾可以制取O2，液化空气也可以制取O2，两者都属于化学变化D．硫在O2中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，并生成有刺激性气味的气体考向二 金属活动性顺序表的意义典例2 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．Fe+MnSO4FeSO4+Mn B．Mg+MnSO4MgSO4+MnC．Mn+2HClMnCl2+H2↑ D．Mn+CuSO4MnSO4+Cu【解析】A、金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则锰的金属活动性比铁强，所以铁不能和MnSO4溶液发生置换反应，符合题意；B、金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则镁排在锰的前面，能与MnSO4溶液发生置换反应，不符合题意；C、金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，铝、锌是氢之前的金属，则锰排在氢的前面，能和盐酸发生置换反应，不符合题意；D、金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，锌的活动性比铜强，所以锰排在铜的前面，能和CuSO4溶液发生置换反应，不符合题意学科*网【答案】A2．（2018·湘西）已知化学反应：X＋YSO4===Y＋XSO4，根据此反应信息判断正确的是A．X的金属活动性比Y强 B．Y的金属活动性比X强C．X一定是金属铁 D．Y一定是金属铜考向三 金属活动性强弱比较典例3 （2018·连云港）已知：金属X在常温下能与空气中的氧气反应，而金属Y和Z不能；将Y、Z分别投入稀盐酸中，Y溶解并产生气泡，Z无变化。
下列说法正确的是A．X氧化物的化学式只能表示为XOB．Y能将X从它的盐溶液中置换出来C．Z在自然界中只能以单质形式存在D．三种金属的活动性顺序：X＞Y＞Z【答案】D3．现有a、b、c三种金属，a、b分别与稀硫酸、c的硝酸盐溶液作用的现象如表所示：ab与稀硫酸作用无反应溶解并放出气体与c的硝酸盐溶液作用表面上析出c表面上析出c根据表中所给的实验结果，判断这三种金属活动性由强到弱的顺序正确的是A．c、b、a B．a、c、b C．a、b、c D．b、a、c考向四 金属与盐溶液反应滤液和滤渣成分的判断典例4 向AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn粉，充分反应后过滤，洗涤，得到滤渣和滤液下列说法正确的有①滤渣中一定有Ag。