九年级化学下册一课一测8金属和金属材料8.2金属的化学性质试题新版新人教版

8 金属和金属材料

知识图谱

                         状态：常温下是固体（Hg除外）

                         色泽：有金属光泽

                         导电性：良好

                         导热性：良好

                         延展性：良好

密度：较大                       

                         熔点：较高

                         与O2反应（如Mg、Al、Fe能在氧气中燃烧）

                         与酸反应（条件：活泼金属）

                            ①置换反应：A + BC === B + AC

                            ②金属活动性顺序：

                           K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au

                         与盐溶液反应（条件：强者才能置换弱者）

                             如：Fe + CuSO4 === Cu + FeSO4

                  用途：（与性质联系）

1、  定义：在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可制得具有金属特征的合金。

                                生铁：2%—4.3%

                                钢：0.03%—2%

                  3、其它合金：

                  4、性能：比纯金属优越

                                   原料:  铁矿石

                                          CO

                                   化学方程式：3CO + Fe2O3 ====== 2Fe + 3CO2

                                               ①CO——早出晚归；酒精灯——迟到早退

                                               ②最后放一盏酒精灯的作用——除尾气中的CO，防止使人中毒和污染大气

                                   有关不纯物质的计算

                               生锈条件：同时与O2和H2O接触

                               铁锈化学式：Fe2O3·xH2O

                               铁的保护措施：

             金属资源保护   措施：（4个）

                            金属回收的好处（2个）

1.金属与氧气反应

（1）常温下能反应：镁、铝；

2Mg+O2=2MgO4     Al+3O2=2Al2O3

（2）点燃或加热条件下能反应：Fe、Cu；

3Fe+2O2Fe3O4  2Cu+O22CuO

（3）高温下也不反应：金、银。

（4）与氧气反应情况

备注：

①金属与氧气反应的难易和剧烈程度首先与金属本身的性质有关，其次还与金属粉碎的程度、与氧气的接触面积、氧气的浓度、温度等因素有关；

②铝具有抗腐蚀性不是因为它不活泼，而是因为它比较活泼，会与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜；

③根据金属与氧气反应的条件，可以判断金属的活动性强弱，条件分为三种：常温条件下、加热、高温。条件越容易说明金属活动性越强。

2. 金属与盐酸、稀硫酸反应

（1）金属与盐酸反应： 活泼金属＋酸 → 盐＋H2↑

金属与酸反应与金属活动性有关，金属活动性越强，与酸反应越剧烈，金属活动性越弱，与酸反应越慢，甚至不反应，故这四种金属的活动性顺序为Mg＞Zn＞Fe＞Cu。

（2）金属与稀硫酸反应：

①Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；

②Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；

③Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。

备注：

①实验室制取氢气选用块状锌粒和稀硫酸，其原因之一是反应速率适中；

②若用m表示参加反应的金属质量，M表示金属的相对原子质量，则金属与足量的盐酸或稀硫酸反应生成氢气的质量＝m×金属的化合价数M；

③化合价相同的等质量金属完全反应放出氢气的质量与金属的相对原子质量成反比。

3.置换反应

（1）定义：由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。

（2）表达式：单质＋化合物→新单质＋新化合物   通式：A＋BC→AC＋B 特点：一单换一单

（3）已学过反应类型：

备注：

①置换反应前后物质的类别：①单质（A和B）：可以是金属，也可以是非金属（碳或氢气）；②化合物

（BC和AC）：可以是酸或金属化合物（溶液），也可以是氧化物；

②条件：判断一个反应是否是置换反应，必须同时符合两个条件：反应物是一种单质和一种化合物，生成物是另一种单质和另一种化合物；

③规律：置换反应中因反应物和生成物都有单质，参加反应的单质和生成物的单质中元素的化合价一定有变化。

4. 金属活动性:A1>Cu>Ag

5. 金属活动性顺序

（1）规律：

（2）在金属活动性顺序里：

①金属的位置越靠前，它的活动性越强；

②位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；

③位于前面的金属一般能把位于它后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。（K、Ca、Na除外）。

（3）反应一定要在水溶液中进行，不溶于水的金属化合物一般不与金属反应。如Mg和AgCl不反应。因为AgCl不溶于水。

（4）由于K、Ca、Na的活动性较强，若将它们放入某金属的化合物溶液中，它们会首先和水发生反应，而不能将金属化合物中的金属置换出来。

（5）当两种或多种金属化合物在溶液中共存时，最不活泼的金属先从溶液中被置换出来。

（6）当两种或多种金属与一种金属化合物溶液同时混合时，最活泼的金属（K、Ca、Na除外）先发生置换反应，置换出溶液中的金属。即：金属活动性相差越大，置换反应越易发生（K、Ca、Na除外）。

6.金属活动性顺序的应用

（1）同价原则：相同质量的金属与足量的酸反应，在生成物中金属元素的化合价相同的条件下，金属的相

对原子质量和产生氢气的质量成反比。

（2）等质量的X、Y两种金属，分别放入相同浓度的足量的稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图，做此种类型题的判断依据如下：

① 斜线越靠前，则在金属活动性顺序中越靠前。则活动性：Y＞X

② 横线越靠上，则产生的氢气越多。产生氢气的质量：X＞Y

③ 横线越靠上，则金属的相对原子质量与其在盐中所显化合价的比值越小。

如果为同价，则横线靠上，相对原子质量小。

（3）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化合物的溶液里置换出来。

钾、钙、钠不符合这一条。它们会先和水反应生成碱和氢气，然后碱和盐再反应。

① 金属与盐溶液的反应：金属＋盐→另一金属＋另一盐（条件：“前置后，盐可溶，钾钙钠不用”）
②距离最远原则：活动性相差越大，越易反应。

在活动性顺序中，金属的距离远的，反应先发生。一个置换反应结束后，另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒，锌会先和硫酸铜反应，反应完毕后剩余的锌才和硫酸亚铁反应。

【例1】下列关于金属的说法正确的是(　　)

A.铝在空气中能生成一层致密的氧化铝保护膜

B.铜的化学性质不活泼,在潮湿的空气中也不会生锈

C.钛不具有耐腐蚀性,不可以用来制造轮船外壳

D.镀锌的“白铁片”不易生锈,说明锌没有铁活泼

【答案】A

【解析】A.铝是活泼金属,在空气中极易和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止了反应的进一步发生,因此铝具有很强的抗腐蚀性,A正确;B.铜的化学性质不活泼,在潮湿的空气中反应速度比较慢,最终会生成铜绿,B错误;C.钛的耐腐蚀非常强,可用于制造轮船的外壳,C错误;D.锌比铁活泼,但锌在空气中和氧气反应生成一层致密的氧化锌薄膜,阻止了反应的进一步发生,因此,镀锌白铁不易生锈,D错误;故正确答案选A.

【总结】

（1）金属的化学性质存在着差别，它们在空气中与氧气发生反应的难易程度也不相同。

（2）金属与氧气反应，我们可以从氧气的纯度，从反应条件，从反应现象的剧烈程度来推断金属的相对活泼性。

【例2】将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示.关于甲、乙两金属判断正确的是(　　)

A.铁、镁     B.铁、锌      C.锌、铁        D.锌、镁

【答案】B

【总结】

（1）相同质量的锌、铁、镁与足量的稀硫酸完全反应生成的氢气的质量由多到少的顺序是：Mg＞Fe＞Zn，但这三种金属的活动性由强到弱的顺序是：Mg＞Zn＞Fe。

（2）曲线的斜率表示反应速率。

（3）纵坐标表示产生的氢气的量。

【例3】下列反应属于置换反应的是(　　)

A.3NO2+H2O=2HNO3+NO               B.2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑

C.C+H2O(气)=CO+H2                   D.CO+CuO=Cu+CO2

【答案】C

【总结】

（1）置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。

（2）用英文字母表示置换反应为 A+BC=B+AC。

【例4】锡(Sn)是五金之一,它在金属活动性顺序中位于铁和铜之间,则下列反应不会发生的是(　　)

A.Zn+Sn(NO3)2=Zn(NO3)2+Sn                   B.Sn+2HCl=SnCl2+H2↑

C.Sn+2AgNO3=Sn(NO3)2+2Ag                   D.Sn+MgSO4=SnSO4+Mg

【答案】D

【解析】由题意可知:在金属活动性顺序中,锡位于铁的后面,则其一定位于镁的后面,锡不能与硫酸镁发生置换反应,D错误;故选项D符合题意.

【总结】

（1）在金属活动性顺序中位于前面的金属（K、Ca、Na除外）能将位于后面的金属从其盐溶液中置换出来；

（2）金属与酸发生置换反应的条件是该金属在金属活动性顺序中位于氢前。

【例5】下列有关事实不能用金属活动性顺序解释的是(　　)

A.铁能将铜从硫酸铜溶液中置换出来

B.铝制品抗腐蚀能力比铁制品强

C.不能用金属铜与稀硫酸反应制取氢气

D.相同条件下,镁和锌与稀盐酸反应的剧烈程度

【答案】B

【总结】

（1）金属活动性顺序从强到弱K、Ca、Na、Mg、Al，Zn、Fe、Sn、Pb、（H），Cu、Hg、Ag、Pt、Au。

（2）前面的金属能把后面的金属从盐溶液中置换出来。

（3）发生置换反应的过程中会伴随一定的现象，如溶液颜色的变化、沉淀颜色的变化、气体生成等。

一、选择题：

1. 现有甲、乙、丙三种金属，如果把甲和乙分别放入稀硫酸中，甲溶解并产生气体，乙不反应；如果把乙和丙分别放入硝酸银溶液中，过一会在乙表面有银析出，丙没有变化．根据以上实验事实，判断甲、乙、丙三种金属的活动性强弱顺序是（   ）

A．甲＞乙＞丙          B．甲＞丙＞乙

C．乙＞甲＞丙          D．乙＞丙＞甲

2.下列反应不属于置换反应的是（  ）

A．

B．

C．

D．

3. 如图为某反应的微观示意图，由此可知该反应的反应类型是（   ）

A．置换反应         B．分解反应        C．化合反应         D．复分解反应

4. 一定质量的镁条在氧气中完全燃烧后生成氧化镁。固体质量随时间的变化关系如下图所示。其中M2与M1的差表示（  ）

A．生成MgO的质量               B．剩余的O2的质量

C．参加反应的Mg的质量           D．参加反应的O2的质量

5. 实验室从海藻中提取碘单质的反应方程式为，它属于（  ）

A．置换反应             B．分解反应            C．化合反应             D．复分解反应

6.下列除去杂质的方法中，正确的是（  ）

7.已知金属M与硫酸铜溶液反应的方程式为：。下列分析判断正确的是（  ）

A．该金属一定是铁                B．该金属可能是铝

C．该反应属于复分解反应          D．金属M的活动性比铜强

8.小明同学为了探究金属与盐溶液的反应规律，将一定量的Cu（NO3）2溶液放入一定量由Fe和Ag组成的混合粉末中，实验过程及实验现象如图所示．结合实验现象判断，小明得出的以下结论中，正确的是（   ）

A．滤液中一定含有Cu2+、Ag+

B．滤渣中一定只含有单质Ag、Cu

C．滤液中一定含有Fe3+

D．反应后所得滤渣经洗涤、晾干后，比反应前的固体混合粉末质量减小了

9.利用试剂：Zn、Cu、H2SO4溶液、ZnSO4溶液和CuSO4溶液，探究Zn和Cu的金属活动性强弱，下列说法正确的是（  ）

A．用所给的试剂只能设计出一种实验方案

B．在ZnSO4溶液中加入Cu不能达到实验目的

C．根据Zn和Cu的硬度即能探究金属活动性强弱

D．将两种金属同时浸入任一溶液均可达到实验目的

二、非选择题：

1.M是生活中常见的金属，MSO4溶液是无色液体，某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序，请你和他们一起进行以下探究活动．

【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？

【猜想与假设】小敏的猜想是Al＞Cu＞M；小强的猜想是Al＞M＞Cu；你的猜想是             。

【设计与实验一】小莉取M丝、铜丝、铝丝和编号为①、②、③的3支试管，进行如表的实验（试管中均盛有体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸）；

【交流与表达】同学们对同一实验得出两种不同结论的现象进行了讨论，明白了实验刚开始时试管③中无气泡产生的原因，该原因是             。

【设计与实验二】为了进一步探究三种金属的活动性顺序，同学们取粗细相同，打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液，又进行了如图所示的实验：

（1）试管乙中观察到的现象是             。

（2）试管丙中反应的化学方程式为             。

【交流与表达】同学们经讨论后认为该实验可以优化，去掉试管             （填试管编号）中的实验，也可以得出正确的结论。

【解释与结论】通过以上实验，同学们得出了三种金属的活动性顺序。

【评价与反思】实验结束后，同学们对实验过程进行了如下反思：

（1）影响金属与酸反应速率快慢的因素，除了相互反应的金属和酸的性质外，还有             （任写一种）

（2）探究金属活动性顺序时，除了上述实验中已经用到的两种方法外，还可以根据             进行判断（任写一种）

2．锌、镁、铝等与盐酸反应时，放出大量的热。如图所示，把试管放入盛有20 ℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几块镁片，再滴入5 mL盐酸。回答下列问题。

（1）试管中发生的反应可用化学方程式表示为             ，它属于（选填“吸热”或“放热”）        反应；

（2）实验时可观察到烧杯内的澄清石灰水变             。

1.

【答案】A

【解析】由题意可知，把甲和乙分别放入稀硫酸中，甲溶解并产生氢气，而乙不反应，说明甲＞H＞乙，把乙和丙分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在乙 表面有银析出，而丙没有变化，说明乙＞Ag＞丙，所以甲、乙、丙

【答案】A

【解析】
A、，该反应的生成物均是化合物，不属于置换反应；

B、，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应；

C、，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应；

D、，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。

3.

【答案】A

4.

【答案】D

【解析】从图示看出，M1表示反应前固体的质量，就是镁条的质量，M2表示反应后固体的质量，是氧化镁的质量，则M2﹣M1就表示参加反应的氧气的质量，分析所给选项可以知道选项D是正确的。

5.

【答案】A

【解析】由可知，碘化钠、氯化钠等物质都是由不同种元素组成的纯净物属于化合物，氯气、碘等物质都是由同种元素组成的纯净物，属于单质，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另外一种单质和另外一种化合物的反应，属于置换反应．

6.

【答案】B

【解析】
A、氢氧化钠不和氯化钠反应，不能除去杂质；

B、根据金属活动性，铁能和盐酸反应，铜不能，故可以加入足量稀盐酸把铁溶解，然后过滤、洗涤得到铜；

C、一氧化碳在二氧化碳中不能燃烧，因为没有支持燃烧的物质；

D、铁和氯化铜反应生成氯化亚铁，会带入新的杂质。

7.

【答案】D

【解析】
A、铁的活动性比铜强且在与硫酸铜发生置换时能生成FeSO4，因此，该金属可能是铁，但却不能判断一定是铁；

B、虽然金属铝的活动性比铜强，但由于铝只能表现出+3价，因此金属M不可能是金属铝；

C、该反应为金属单质与盐发生的置换反应，不是复分解反应；

D、金属M能置换出硫酸铜中的铜，可说明金属M的活动性比铜强。

8.

【答案】B
【解析】
C、铁与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，所以滤液中存在亚铁离子，不存在铁离子，故C错；

D、开始滤渣是铁和银，最后滤渣是银和铜，银的质量没变，由于铁的相对原子质量为56，铜的相对原子质量为64，所以生成铜的质量要大于参加反应的铁的质量，所以反应后所得滤渣经洗涤、晾干后，比反应前的固体混合粉末质量增大了，故D错．

9.

【答案】D

【解析】
A、Zn和Cu同时通入H2SO4溶液中，Zn和硫酸反应生成气体，但铜没有参加反应，说明锌的活动性排在铜的前面；Cu放入ZnSO4溶液中没有反应现象，说明铜不能置换出锌，即说明铜的活动性排在锌后面；

B、ZnSO4和Cu没有发生化学反应，说明铜不能置换出锌，即说明铜的活动性排在锌后面；

C、硬度属于物理性质，金属活动性属于化学性质，因此无法证明；

D、Zn和Cu同时通入H2SO4溶液中，Zn和硫酸反应生成气体，但铜没有参加反应，说明锌的活动性排在铜的前面；Cu和Zn放入ZnSO4溶液中没有反应现象，说明铜不能置换出锌，即说明铜的活动性排在锌后面；Cu和Zn通入CuSO4溶液变成溶液，说明生成硫酸铜消失，即锌把铜从硫酸铜中置换出来；这三种方法都说明锌的活动性排在铜的前面。

二、非选择题：

1. 【答案】M＞Al＞Cu；M＞Al；Al＞M＞Cu；铝表面有一层氧化膜；

（1）M表面出现一层红色物质；（2）2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu；丙；

【评价与反思】（1）反应物接触面积、温度等；（2）与氧气反应的剧烈程度

【解析】

【提出问题】通过分析小敏、小强同学的猜想可知，我的猜想是M＞Al＞Cu；

【设计与实验一】金属越活泼，与酸反应生成氢气的反应越剧烈，所以

【交流与表达】铝和空气中的氧气反应会生成致密的氧化铝薄膜，所以实验刚开始时试管③中无气泡产生的原因是：铝表面有一层氧化膜；

【评价与反思】（1）影响金属与酸反应速率快慢的因素，除了相互反应的金属和酸的性质外，还有反应物接触面积、温度等；

（2）金属会与酸、盐、氧气等物质反应，所以除了上述实验中已经用到的两种方法外，还可以根据与氧气反应的剧烈程度进行判断。

2．

【答案】Mg+2HCl═MgCl2+H2↑    浑浊

【解析】由金属的性质可知镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，方程式为：Mg+2HCl═Mg Cl2+H2↑，是放热反应；氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，饱和石灰水升温时会析出固体，所以实验时可观察到烧杯内的澄清石灰水变浑浊。