浙教版科学九年级上册辅导讲义：2.2金属的化学性质

【金属的化学性质】 考点一：金属元素 （1）金属元素中文名称的特征：元素中文名称带有金字旁的元素都是金属元素（汞也是金属元素）。 （2）金属元素在周期表中的分布：见元素周期表。 （3）几种金属的物理性质与用途 金属 主要性质 用途 金 有永恒而美丽的光泽，不易被氧化 打造饰品、奖品 银 有美丽的光泽，有最好的导电性 打造饰品、奖品， 制作精密仪器的导线 铜 紫红色，良好的延展性，导电性、导热性 优于铝（冶炼适于商代） 制造导线、电器，各种铜器具 铁 有良好的传热性（地壳中含量较高，冶炼 始于春秋战国时期） 制造炊具、机械、工具等 锡 熔点最低 常用于制作焊锡和电器保险丝 铝 良好的导电性、导热性、延展性，表面易 形成致密的氧化物保护薄膜，不易继续被 氧化，密度较小 广泛用于制造导线、炊具、器具和建筑材料 钨 熔点最高 常用于制作电灯丝 钛 良好的延展性，耐腐蚀性，熔点高 用于航空、造船共业 锌 表面形成致密的氧化保护膜，活泼型较强 镀在铁器表面以保护铁不被氧化腐蚀，是实验室常 用来制取氢气的金属 汞 熔点低，常温下呈液态 常用于制作温度计、气压计 考点二、金属的化学性质 （1）与氧气反应 金属 在空气中 在氧气中 化学方程式 镁 常温下表面逐渐变暗。点燃， 剧烈燃烧，发出耀眼白光， 生成白色固体 点燃，剧烈燃烧，发出耀 眼白光，生成白色固体 MgOOMg 22 2 点燃  铝 常温下，铝表面变暗，生成 一层致密氧化膜，保护铝不 再被腐蚀 点燃，剧烈燃烧火星四射， 放出大量的热，生成白色 固体 32 2 2 34 OAl OAl 点燃  铁 持续加热发红，离火变冷 点燃，剧烈燃烧，火星四 射，放出大量的热，生成 黑色固体 43 223 OFe OFe 点燃  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 CuOOCu 22 2   3222 22 )( 2 COOHCuOH COOCu   金 即使在高温时也不与氧气反应 说明：① 镁条、铝丝在空气中能燃烧。铁丝在空气中不能燃烧，但在氧气中能燃烧。 ② 铁在空气中缓慢氧化生成的主要产物是 32OFe （生锈）。铁在氧气中燃烧生成 43OFe （ 32OFe 暗红色， 43OFe 灰黑色）。 （2）金属与酸反应  222 HMgClHClMg  23 3262 HAlClHClAl  2442 HZnSOSOHZn  2442 HFeSOSOHFe 说明：硫酸是指稀硫酸，因为浓 42SOH 和硝酸有很强的氧化性，与金属的反应不是置换反应，也不会生成氢气。 （3）金属与盐溶液的反应 CuSOAlCuSOAl 3)(32 3424  CuFeSOCuSOFe  44 AgNOFeAgNOFe 2)(2 233  AgNOCuAgNOCu 2)(2 233  考点 3、置换反应 （1）概念：一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 单质化合物化合物单质 BACBCA  （2）置换反应的几个类型：金属与酸的置换反应：  2442 HZnSOSOHZn 金属与盐溶液的置换反应： CuFeSOCuSOFe  44 非金属单质与金属氧化物的置换反应：  232 3423 COFeOFeC 高温 OHCuCuOH 22   。 考点 4、金属活动性的探究方法 金属活动性探究通常用条件比较法、置换比较法、反应速率比较法。 （1）条件比较法：钾、钙、钠的单质在空气中迅速氧化；镁、铝在空气中能较快氧化；铁、铜在加热的条件下才能 氧化（干燥空气）；铂、金在高温条件下也不与氧气反应。 （2）金属与酸反应速率比较法 金 属 现象 反应的化学方程式 稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸 镁 剧烈反应，产生大量气泡， 溶液仍为无色，生成的气 体能够燃烧并且产生淡蓝 色火焰 剧烈反应，产生大量气泡， 溶液仍为无色，生成的气 体能够燃烧并且产生淡蓝 色火焰    2 2 2 H MgCl HClMg    2 4 42 H MgSO SOHMg 锌 反应比较剧烈，产生大量 气泡，溶液仍为无色，生 成的气体能够燃烧并且产 生淡蓝色火焰 反应比较剧烈，产生大量 气泡，溶液仍为无色，生 成的气体能够燃烧并且产 生淡蓝色火焰    2 2 2 H ZnCl HClZn    2 4 42 H ZnSO SOHZn 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 并且产生淡蓝色火焰 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 并且产生淡蓝色火焰    2 2 2 H FeCl HClFe    2 4 42 H FeSO SOHFe 铜 不反应 不反应 结论：镁、锌、铁三中金属都能与稀盐酸和稀硫酸发生置换反应，但反应的剧烈程度不同。反应越剧烈说明金属活动 性越强。所以上表中四种金属的活动性由强到弱的顺序为：Mg>Zn>Fe>Cu。 （3）金属与盐溶液反应的比较法（条件：“前换后，盐可溶”） 结论：活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。活动性：Fe>Cu;Al>Cu;Cu>Ag。 （4）金属活动性顺序及其意义 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag Pt Au 意义：在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它们的活动性越强。 在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。 在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。 [例 1] 在硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后发现有少量金属析出，过滤后往滤液中滴 加盐酸，有白色沉淀生成，则析出的少量金属是 ( ) A．铜和铁 B．银 C．铁和银 D．铜和银 [例 2] X、Y、Z 三种金属，将 X 投入到 Y 的盐溶液中，X 表面覆盖有 Y，将 X 和 Z 分别投入到盐酸中，Z 溶解并有氢 气放出，而 X 不溶解。则三种金属的活动性顺序由强到弱依次是 __________。 [例 3] 初中科学课学完以后，化学学习兴趣小组对“金属活动性顺序”从内容、规律以及应用等方面进行了总结， 请你认真填写下面的空白： (1)金属活动性顺序表：K Ca Na ____ Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu ____ Ag Pt Au (2) 金属与酸反应的规律是________。 试举出实验应用的实例：________________ (可用化学方程式表示)。 (3) 金属与盐发生置换反应必须符合三点： ① K、Ca、Na 三种金属非常活泼，不能把金属直接从其盐溶液中置换出来。 ② ________________________________________________。 ③ ________________________________________________。 试举出实验应用的实例：_____________________________ (可用化学方程式表示)。 考点 5、用于判断置换反应后盐溶液的质量变化 1、把铁片分别放入下列物质的溶液中，过一段时间取出，溶液质量增加的是 （ ） A．Al2(SO4) B．CuSO4 C．H2SO4 D．AgNO3 实验操作 现象 反应的化学方程式 铁钉浸入硫酸 铜溶液中 浸入溶液中的铁钉表面覆盖着一层 红色的铜，溶液由蓝色逐渐变为浅 绿色 CuFeSOCuSOFe  44 铝丝浸入硫酸 铜溶液中 浸入溶液中的铝丝表面覆盖着一层 红色的铜，溶液由蓝色逐渐变为无 色 CuSOAlCuSOAl 3)(32 3424  铜丝浸入硝酸 银溶液中 浸入溶液中的铜丝表面覆盖着一层 银白色的银，溶液由无色逐渐变为 蓝色 AgNOCuAgNOCu 2)(2 233  铜丝浸入硫酸 铝溶液中 不反应 2、把铁片分别放入下列各物质的溶液中，片刻后取出，溶液质量增加的是 （ ） A．硫酸铝 B．硫酸铜 C．硫酸 D．硝酸银 考点 6、金属与酸反应速率和氢气产量的讨论 相同质量镁、铝、铁与稀 42SOH 反应的比较 相同质量镁、铝、铁与稀 42SOH 反应的比较 金属 质量 速率 产生氢气的质量 镁 m 快 12 m 铝 m 较快 9 m 铁 m 慢 28 m [例 5]（绍兴卷）．下列实验方案能证明铁、铜、银三种金属活动性顺序的是 ( ) A. 将铁丝、铜丝分别放入硝酸银溶液中，根据现象，判断结果 B. 将铁丝分别放入硫酸铜、硝酸银溶液中，根据现象，判断结果 C. 将铁、铜、银三种金属丝分别放入稀硫酸中，根据现象，判断结果 D. 先将铁、铜、银三种金属丝分别放入稀硫酸中，再将铜丝放入硝酸银溶液中，根据现象，判断结果 【课堂练习】 1、X、Y、Z 三种金属及其化合物问可发生如下化学反应：Y+ZCl2=Z+YCl2； X+ZCl2=Z+XCl2； Y+2HCl=YCl2+H2↑； X+ HCl 不反应。则 X、Y、Z 三种金属的活动性由强到弱的顺序是 ( ) A．Z>Y>X B．X>Y>Z C．Y>X>Z D．Y>Z>X 2、废旧计算机的某些部件含有 Zn、Fe、Cu、Ag、Pt(铂)、Au(金)等金属，经物理方法初步处理后，与足量稀盐酸充 分反应，然后过滤，剩余的固体中不应有的金属是 ( ) A．Cu、Ag B．Fe、Zn C．Pt、Cu D．Ag、Au 3、铜和铝是日常生活和生产中重要的金属。钛(Ti)有许多神奇的性能，越来越引起人们的关注，是 21 世纪的重要金 属之一。依据三种金属的性质和用途，判断下列说法错误的是 （ ) A．钛或钛合金放到海水中数年，取出后仍光亮如初，这说明金属钛具有很强的抗腐蚀性 B．将大小、厚薄相等的铜、铝、钛分别放人盛有稀盐酸的试管中，观察到盛钛的试管放出气泡缓慢，盛铝的试管 放出气泡快，盛铜的试管无现象，由此可推测三种金属的活动性顺序为 Al>Cu>Ti C．某同学的铜制眼镜框表面出现了绿色物质[主要成分 Cu2(OH)2CO3]，可用稀盐酸除去 D．高层建筑常采用铝合金门窗而不采用铁门窗，主要原因是铝的密度小且易形成一层致密的氧化物薄膜 4、向 ZnSO4 和 CuCl2 的混合溶液中加入过量的铁粉，充分反应后，过滤、洗涤、干燥得到滤渣该滤渣中含有的金属是 A．Zn，Fe B．Zn、Cu C，Fe，Cu D，Zn、Fe、Cu 5、抗氧化剂能吸收氧气，降低食品内部及周围的含氧量，阻止氧气和食品发生氧化反应，从而延长食品的保质期。 小明发现新买来的高级月饼的包装盒内有 一个印有“抗氧化剂”的小包，内盛有灰黑色粉末该灰黑色粉末可能是 A．铁粉 B．氢氧化钠 C．二氧化锰 D．生石灰 6、某化学兴趣小组为验证 Fe、Cu、Ag 三种金属的活动性顺序，设计了如图所示的 4 种实验方案，其中不能达到 目的的是 ( ) 7、将一洁净的铁片放入下列溶液中，片刻后取出，溶液的质量明显减少的是 ( ) A．食盐溶液 B．硫酸锌溶液 C．稀硫酸 D．硫酸铜溶液 8、置换反应是化学反应的基本类型之一。 (1) 金属与盐溶液之间的置换反应，一般是活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。 如铜和硝酸银溶液的化学方程式为_________________________________________________________。 (2) 非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间的置换反应的规律，即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金 属从其盐溶液中置换出来，如在溶液中可发生下列反应： Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2，I2+Na2S=2NaI+S↓，Br2+2Kl=2KBr+I2 由此可判断：① S、Cl2、I2、Br2 非金属活动性由强到弱顺序是________________。 ② 下列化学方程式书写错误的是___________。 A．Cl2+2NaBr=2NaCl+I2 B．I2+2KBr=2KI+Br2 C．Br2+Na2S=2NaBr+S↓ D．Cl2+K2S=2KCl+S↓ 9、把一小包铁粉放人一定量的硝酸铜溶液中，使其充分反应后，过滤、洗涤、干燥，得到固体。请你对固体的成分 进行探究。 (1) 猜想：固体的成分可能是 。 (2 实验：请设计实验验证你的猜想。说明实验过程、现象和结论_____________________________________________ 10、钛(Ti)因为具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注。某化学兴趣小组 对 Mg、Ti、Ag 的金属活动性顺序进 行探究。 提出假设： a．Ti 的金属活动性比 Mg 强； b．Ti 的金属活动性介于 Mg 和 Ag 之间；c．Ti 的金属活动性比 Ag 弱。 查阅资料：在相同条件下，金属与酸反应，产生气泡的速度越快，则该金属活动性越强。 实验设计：同温下，取大小相同的这三种金属薄片，分别投入等体积、等质量分数的足量稀盐酸中，观察现象。 请回答：(1) 三种金属加入盐酸前都先用砂纸将表面擦光亮，其目的是_______ (填序号)。 ①除去氧化膜，利于直接反应；②使反应的金属温度相同，易反应； ③使表面光亮，易观察现象。 (2) 根据下表中的实验现象填空： 结论：原假设中_______ (填“a”或“b”或“c”)正确；理由是_____________________ 。 物 质 Ti Mg Ag 实验现象 产生气泡速度缓慢 产生气泡速度快 无任何现象 三种金属的活动性由强到弱的顺序为______________ 。 (3)上述实验设计中，如果所用盐酸的溶质质量分数不同，是否一定能够得出正确的结论? _______ (填“是”或“否”)， 理由是 11、某同学为探究铜铁合金中铁的质量分数，先后进行了三次实验，实验数据如下表： 根据该同学的实验，试回答以下问题： （1）上表三次实验中，合金里的铁恰好完全反应时，消耗稀硫酸溶液的质量是_____g。 （2）该铜铁合金中铁的质量分数是多少？ （3）第三次实验所得溶液溶质质量分数为____________（结果保留至 0.1%）。 【物质的分类和利用】 一、物质分类的方法： 物质分类的方法很多，如纯净物按颜色不同可分为无色物质和有色物质；按存在状态不同可分为固态物质、 气态物质和液态物质。无论采用什么依据对物质进行分类，都需要仔细观察和研究，了解这些物质的基本性质。 二、常见的物质：根据物质的组成可将常见的无机化合物进行如下分类。 三、区别金属与非金属 1、金属的一些物理性质。见上图世纪教育网 实验次数 项目 第一次 第二次 第三次 所取合金的质量/g 20 20 40 所加稀硫酸的质量/g 100 120 80 生成氢气的质量/g 0.4 0.4 0.4 2、金属与非金属物理性质的比较。 [例 1] 经实验测定，某物质中只含有一种元素，下列推断正确的是 ( ) A．该物质一定是纯净物 B．该物质一定是单质 C．该物质一定是混合物 D．该物质一定不是化合物 [例 2] 下列物质属于纯净物的是 ( ) A．矿泉水 B．干冰 C．碘酒 D．食醋 21 世纪教育网 [例 3] 1985 年科学家发现一种新分子，它的结构像足球，化学式为 C60，下列关于 C60。的说法中错误的是 A．它的一个分子中含有 60 个碳原子 B．它是由碳元素组成的单质 C．它是一种新型的化合物 D．它的相对分子质量是 720 [例 4] 某化合物中不含 C、H 两种元素，它可能属于 ( ) A．有机物 B．盐 C．酸 D．碱 [例 5] 在①MgO、CuO、CaO、SO2；②C、Fe、S、P；③ZnCl2、BaCO3、HNO3、NaNO3 三组物质中，各有一种物质在分类 上与组内其他物质不同，这三种物质分别是 ( ) A．CuO、Fe、ZnCl2 B．SO2、Fe、HNO3 C．CaO、C、BaCO3 D．SO2、S、NaNO3 [例 6] 下列物质按氧化物、酸、碱、盐、混合物的顺序排列的是 ( ) A．水、碳酸、硫酸铁、碳酸钠、空气 21 世纪教 B．五氧化二磷、乙酸、氢氧化钙、硝酸镁、胆矾 C．氯酸钾、硝酸、氢氧化铜、硫酸亚铁、天然气 D．氧化铁、磷酸、氢氧化钾、氯化钠、石油 21 [例 7] 金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是 ( ) A．硬度很大、熔点很高 B．有良好的导电性、传热性 C．是银白色的固体 D．易与酸反应产生氢气 21 世纪教育网 [例 8] 从 H、O、C、Ca 四种元素中，选择适当的元素组成符合下列要求的物质，并用化学式填空： (1) 具有还原性的单质是________。21 世纪教育网 (2) 能使带火星的木条复燃的气体单质是________。 (3)常温下是液体误饮后能使人失明的有毒化合物是________。 (4) 能使紫色石蕊试液变红的酸是________。 (5)炼铁过程中将矿石中的二氧化硅转变为炉渣的填料是________。 (6) 能作燃料的化合物是________。 [例 9] 目前，化合物总数已超过 2000 万种，其中部分物质是由碳、氢、氧、钠中的某些元素组成的。请用上述元素 按以下分类各写出一种物质的化学式：氧化物________，酸________，碱________，有机物________。 物理性质 金 属 非金属 状态 在常温下，除汞是液体外， 其余都是固体 在常温下，有固、液、气三态 密 度 一般较大 一般较小 导电性 能导电 一般不导电 导热性 导热 不导热 延展性 有 没有 [例 10] 我们知道电力和通信塔架都是用钢铁部件建造的，这利用了铁合金的________的性质，而铜、铝制造导线、 电缆，利用了它们良好的________性。在冰雪灾害中，电线表面裹上了碗口粗的冰凌后，电线被拉长、下坠， 这说明所用的金属材料具有________性。 [例 11] 某兴趣小组为验证鱼骨的成分，把鱼骨放在酒精灯上充分煅烧，得到白色固体，冷却后研成粉末，再向白色 粉末中加入足量的稀盐酸，有能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生。请回答： (1) 鱼骨中被烧掉的是____________ (填“有机物”或“无机物”)。21 世纪教育网 (2) 已知动物的骨骼中含有 Ca2+，则鱼骨中至少含有的物质是___________(填化学式)。 (3) 下列说法中错误的是 ( ) A．鱼骨放入稀盐酸中浸泡会变软 B．饮用牛奶可补充钙质 C．骨质疏松患者不宜补钙 D．胃酸能促进钙质的吸收 [例 12] 请根据下表信息回答： 序 号 金 属 熔点℃ 导电性 硬度 化学性质 金属冶炼的 大 致年限 ① Al 660 61 2～2.9 常温下与氧气反应，表面形成致 密的薄膜 约200年前 ② Fe 1535 17 4～5 在潮湿的空气中易生 锈 约3000年前 ③ Cu 1083 99 2.5～3 在高温时易与氧气反应 约6000年前 说明：导电性以银的导电性为 100 作标准，硬度以金刚石的硬度为 10 作标准。 (1) 菜刀用铁做而不用铝做的主要原因是____________。 (2) 表中导电性最强的金属是____________。 (3) ① 中形成薄膜的化学方程式是 ____________。21 世纪教育网 (4) 金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。之所以有先后，主要取决于________________________。