1、第10课时金属学生用书P62一、金属的物理性质(a)大多数金属都有特殊的光泽，密度和硬度较大，熔、沸点较高，具有良好的导电性、导热性和延展性。除汞(俗称水银)外，所有金属在室温下都是固体。二、金属的化学性质(b)1金属与氧气的反应金属条件反应的化学方程式现象(或备注)Mg点燃2MgO22MgO剧烈燃烧，耀眼白光，放出大量热，生成白色固体Al常温4Al3O2=2Al2O3表面生成致密保护膜点燃(氧气中)4Al3O22Al2O3剧烈燃烧，放出大量热和耀眼的白光，生成白色固体Fe常温、潮湿空气4Fe3O2nH2O=2Fe2O3nH2O在氧气和水共同作用下，会生成暗红色疏松的铁锈氧气中点燃3Fe2O2
2、Fe3O4剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体Cu加热2CuO22CuO铜丝表面逐渐变为黑色潮湿空气2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3铜表面生成一层绿色物质Au、Ag高温下也不与氧气反应，“真金不怕火炼”大多数金属都能与氧气反应，但难易和剧烈程度不同。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应；Fe、Cu等在常温下几乎不能单独与氧气反应，点燃或加热情况下可以发生反应；Au、Ag等在高温时也不与氧气反应。2金属与酸的反应金属现象反应的化学方程式镁剧烈反应，大量气泡，溶液仍为无色，放热Mg2HCl=MgCl2H2MgH2SO4=MgSO4H2铝剧烈反应(比镁稍缓)，大量气泡，溶液仍为无
3、色，放热2Al6HCl=2AlCl33H22Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2锌反应较剧烈，大量气泡，溶液仍为无色，放热Zn2HCl=ZnCl2H2ZnH2SO4=ZnSO4H2铁反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色Fe2HCl=FeCl2H2FeH2SO4=FeSO4H2铜不反应Mg、Al、Zn、Fe的金属活动性比氢强，能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。等质量的Mg、Al、Zn、Fe四种金属与足量稀硫酸或稀盐酸反应时产生氢气的量：_AlMgFeZn_。3金属与盐的反应实验操作现象反应的化学方程式铁丝浸入硫酸铜溶液铁丝表面出现红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色FeCuSO4= C
4、uFeSO4铜丝浸入硝酸银溶液铜丝表面出现银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色Cu2AgNO3= Cu(NO3)22Ag表中三种金属的活动性由强到弱的顺序：FeCuAg。活动性强的金属能把活动性弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。【知识拓展】1此类反应一定在溶液中进行，不溶于水的化合物一般不与金属反应，如Cu与AgCl不能进行置换反应。2K、Ca、Na活动性非常强，但不能用它们置换化合物中的金属，因为它们能同溶液中的水剧烈反应。三、寻找金属变化的规律(b)1金属活动性顺序：_K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au_。2金属的活动性顺序中，位置越靠
5、前的金属活动性越强，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，位于前面的金属能把位于后面的金属从它的盐的水溶液中置换出来，K、Ca、Na三种活泼金属能直接置换出水中的氢。四、金属的锈蚀和防护(a)1铁锈蚀的条件：水、氧气。铜锈蚀的条件：水、氧气、二氧化碳。2防锈蚀的方法：改变金属内部结构，如制成不锈钢等；在金属表面形成各种保护层，如涂防锈油、油漆；形成氧化物保护膜等。3保护金属资源的有效途径：防止金属的腐蚀，金属的回收利用，有计划合理地开采矿物，寻找金属的替用品等。五、金属材料合金(a)1合金是把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。2合金的形成条件：其中任一金属的
6、熔点不能高于另一金属的沸点(当由两种金属形成合金时)。3常见的铁合金有碳素钢和合金钢(锰钢、硅钢、钨钢、不锈钢等)。常见的铜合金有青铜、黄铜、白铜等。【知识拓展】合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。合金的很多性能与组成它们的纯金属不同。日常使用的大多数金属材料都是合金。类型一金属的化学性质典例 杭州中考在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜)，往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条，观察到如下现象：镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质，经检验发现生成的固体物质中有单质银；镁条表面有明显的气泡现象，经检验发现气泡中有氢气。对于上述实验现象的分析错误的是(C)A镁能从硝酸银溶液中置换出银B镁跟硝酸银溶液反应
7、会生成氢气C镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3Mg=Mg(NO3)22AgD根据该实验可判断镁比银活动性强【解析】 通过分析可知，镁既会置换出硝酸银中的银，也能和硝酸银溶液反应生成氢气。跟踪训练 把某稀硫酸分为等体积的两份，放入两个烧杯中，分别加入等质量的甲、乙两种金属，反应后金属都没有剩余。产生H2的质量随时间变化的趋势如图。下列说法正确的是 (D)图101A甲的活动性比乙强B甲的相对原子质量一定比乙小C反应消耗等质量的硫酸D反应消耗等质量的金属【解析】 根据题意，金属全部反应，酸有剩余，只能找金属与氢气之间的关系式，根据化学方程式计算可知道金属的质量相同时，生成氢气的质量与金属相对原子质
8、量和金属化合价数的倒数的乘积成反比，且金属越活泼反应越快(即相同时间放出H2越多)。类型二金属的活动性顺序典例 2018黄石现有甲、乙、丙三种金属，先将三者分别加入到稀硫酸中，只有乙金属表面有气泡生成；再将甲加入到丙的盐溶液中，无明显变化。据此判断三种金属的活动性由强到弱的顺序是(C)A甲乙两 B甲丙乙C乙丙甲 D丙甲乙【解析】 只有乙金属表面有气泡生成，说明乙排在氢前面，甲和丙排在氢后面，乙比甲和丙活泼；再将甲加入到丙的盐溶液中，无明显变化，说明丙比甲活泼。所以三种金属的活动性由强到弱的顺序是乙丙甲。跟踪训练 2018昆明向AgNO3和 Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn、Fe和Cu
9、的混合粉末，充分反应后过滤，洗涤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的有(C)滤渣中一定有Ag，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Cu、Ag，一定没有Zn、Fe；向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，可能有Zn；向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，则滤液中一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。A1种 B2种C3种 D4种【解析】 滤渣中一定有锌和硝酸银反应生成的Ag，当混合溶液中AgNO3的量足够多时，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；当滤
10、液为蓝色时，滤渣中一定有Ag，不一定有Cu，这是因为滤液为蓝色时，溶液中可能含有Ag，若Ag过量，则滤渣中不含Cu；向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，由于几种金属的活动性顺序为ZnFe(H)CuAg，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，若Zn过量，则滤渣中可能有Zn；向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，说明滤液中一定没有AgNO3，一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，由于K的金属活动性比Zn强，所以滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。类型三金属的锈蚀与防护典例 2018杭州小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：图102步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管
11、(装置气密性良好，药品如图所示)；待U形管内充满O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mL O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙 所示。步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如表所示。观察对象现象干燥的普通铁丝没有明显变化潮湿的普通铁丝较多红褐色锈斑潮湿的纯铁丝没有明显变化(1)步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是_将带火星的木条放置在b导管口，若木条复燃，则证明U形管内已充满O2_。(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是 _观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少)_。(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制
12、品锈蚀的条件是_水分和金属的内部结构_。【解析】 (1)从a口通入氧气，若想知道是否充满氧气，则需要在b出口处检查是否有氧气逸出，则在b出口放带火星的木条即可检查是否充满。(2)注射器中有氧气，若生锈需要氧气参加，则注射器内的压强会减小，现象是活塞向左移动。(3)对比表格中的记录，可知铁生锈除了需要氧气，还需要水分和金属的内部结构满足条件。跟踪训练 宁波中考某废液中只含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三种溶质。为了回收金属、保护环境，小科设计了如图方案(所加试剂均过量)。下列判断正确的是(C)图103A固体a是铜BX一定是Na2SO4C溶液B中含有的盐有Ba(NO3)2、
13、NaNO3D若回收到6.4g固体a，则加入的铁屑质量为5.6g【解析】 将铁加入到Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2的混合溶液中，铁能与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，即固体a是铜和过量的铁；溶液A中含有硝酸亚铁和硝酸钡，氢氧化钠能与硝酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀和硝酸钠，故过滤后得到的沉淀b是氢氧化亚铁沉淀，溶液B中含有硝酸钠、氢氧化钠和硝酸钡。要将硝酸钡转化为沉淀，可加入含有硫酸根离子或碳酸根离子的物质，如：硫酸钠、硫酸钾、碳酸钠等；溶液B中含有硝酸钠、氢氧化钠和硝酸钡，硝酸钠和硝酸钡属于盐；反应中加入的铁粉是过量的，由于固体a中除了含有铜以外，还含有铁，故若回收到6.4g固
14、体a，则加入的铁屑质量一定大于5.6g。1广州中考下列有关金属材料说法正确的是 (C)A铁片在海水中不易生锈B钢是纯铁C铝片表面易生成一层致密的氧化膜D纯铜硬度高于黄铜(铜锌合金)图1042重庆中考A卷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，产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是(D)A该图反映出镁比锌的金属活动性强Ba点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应Cb点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同Dc点时，两个烧杯中都有金属剩余32018益阳向 AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2 的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，滤液呈蓝色。
15、下列判断正确的是 (D)A滤液中可能有 Fe(NO3)3、Mg(NO3)2和 Cu(NO3)2B向滤渣中加入稀盐酸，可能有气泡产生C与原溶液相比，滤液的质量可能增大D向滤液中滴入稀盐酸，可能会有白色沉淀出现【解析】 由于镁、铁、铜、银的金属活动性顺序是镁铁铜银。把一定量的铁放到AgNO3、Cu(NO2)2、Mg(NO3)2 的混合溶液中，铁首先和AgNO3反应，再和Cu(NO3)2反应，而不能与Mg(NO3)2反应，充分反应后过滤，滤液呈蓝色，说明Cu(NO3)2没有全部参与反应或未反应，即滤渣中不可能有铁，一定有不活泼的金属银，可能有铜，铁和硝酸银反应生成银的同时也生成了硝酸亚铁，因此在滤液
16、中一定有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2，还有生成的Fe(NO3)2，可能还有剩余的AgNO3。向滤渣中加入稀盐酸，不可能有气泡产生；铁与硝酸银、硝酸铜反应都会使溶液的质量减小；由分析可知，滤液中可能还有剩余的AgNO3，向滤液中滴入稀盐酸，可能会有氯化银白色沉淀出现。42018广安改编我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800，得到一种外形似金子的锌铜合金(俗称黄铜)。下列说法正确的是(C)ACu2O中铜的化合价为2价B黄铜熔点处在铜与锌的熔点之间C该变化过程中没有复分解反应D通过观察颜色可鉴别金子与黄铜【解析】 黄铜是铜和锌的合金，合金的熔点比组成纯金属的熔点
17、低，所以黄铜熔点比铜与锌的熔点都低；炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800，可能发生的反应有碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳，碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，碳与氧化亚铜反应生成铜和二氧化碳；黄铜与金子的外观颜色非常相似，不能通过观察颜色鉴别金子与黄铜。52018衢州小柯为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如图甲所示的实验。实验后把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙)，发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤。滤液中含有的金属离子可能的组成有(C)图105Mg2 Mg2和Fe2 Fe2和Cu2 Mg2、Fe2和Cu2A B C D【解析】 本题中，铁只能置换
18、铜而不能置换镁。甲实验后都倒入乙烧杯时，有两种可能：一是铁粉充足，完全置换出铜，此时溶液中只有Mg2和Fe2两种离子；二是铁粉不足，只能置换出部分铜，此时溶液中有Mg2、Fe2和 Cu2三种离子。62018天门图甲中铁钉A长期放置于空气中可能生锈变成B，图乙是A和B可发生的一系列化学反应，图中“”表示一种物质可以转化成另一种物质，请根据图示完成相关问题：图106(1)图中反应的化学方程式为_Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O_；反应的化学方程式为_Fe2(SO4)36NaOH=2Fe(OH)33Na2SO4_。(2)自选反应物，写出满足图中反应的化学方程式：_Fe2HCl=Fe
19、Cl2H2(合理即可)_。【解析】 氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钠，氢氧化铁加热会生成氧化铁和水，铁和盐、酸反应会生成亚铁盐。7在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。【实验目的】铁生锈的条件探究。【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。图107【实验结论】实验无明显现象，实验中铁丝生锈，且试管内空气体积 减小。【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的_氧气和水蒸气_(填名称)发生反应的结果。【实验思考】(1)当铁丝足量
20、，时间足够长，实验进入试管内的水的体积约占试管体积的_1/5(或21%)_。(2)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和_试管内空气体积减小(或试管内液面上升)_两种现象来判断铁丝反应进行的情况。(3)用完的菜刀要擦干存放，理由：_除去水，防止生锈_。(4)铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是_铝表面易生成一层致密的氧化物保护膜，阻止铝进一步反应_。82018嘉兴舟山兴趣小组某同学在做铜与硝酸银溶液反应的实验，当观察到铜丝表面有银白色固体出现时，发现试管内溶液未显蓝色，与所学知识不符。组内同学立即展开讨论，认为溶液未显蓝色是因为铜离子的浓度太小，于是对铜离子浓度太小的原因进行了如下猜想：猜想一：硝酸银溶液浓度不够大。猜想二：铜丝中含有比铜活泼的金属。猜想三：_铜与硝酸银溶液反应的时间太短(合理即可)_。【实验验证】(1)验证猜想一：你的方案是_其他条件不变，用浓度更大的AgNO3溶液，重复实验，观察实验现象，得出结论_。(2)验证猜想二：取上述相同的铜丝，选择一种酸或盐溶液在相同条件下进行实验，观察实验现象，得出结论。请你在矩形框内画出实验装置图，并标出所选物质。(3)验证猜想三：进一步实验【答案】 (2)如答图所示(合理即可)。第8(2)题答图【解析】 铜与硝酸银溶液反应的时间太短，或反应速率太慢，都可能导致反应一定时间后，溶液中的铜离子浓度仍太低。(1)根据控制变量的原则。
