浙教版九年级科学上册章节复习 第二章第2节　金属的化学性质

第2节　金属的化学性质 　金属与氧气的反应 1．铁、铜等金属在潮湿的空气中易与________发生复杂的化学反应。 2．在点燃或加热条件下，多数金属能和氧气发生化学反应。 比如：2Mg＋O2eq \o(=====,\s\up7(点燃))________ 3Fe＋2O2eq \o(=====,\s\up7(点燃))________ 2Cu＋O2eq \o(=====,\s\up7(△))________ 说明　①铁在潮湿的空气中易生锈，生成Fe2O3(铁锈)，而在干燥的空气中则不易生锈；其在氧气中燃烧会生成Fe3O4(黑色固体)。 ②铝与空气中的氧气反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜(Al2O3)，使铝制品表面变暗，并可以防止内部的铝进一步与氧气反应，起到保护作用。但酸性或碱性物质会破坏铝的氧化膜，所以不可用铝制容器盛放酸性或碱性物质。 ③铜在潮湿的空气中也会生锈，铜锈[Cu2(OH)2CO3]俗称铜绿，化学名称为碱式碳酸铜。 　置换反应 置换反应是金属发生的主要反应类型。 1．定义 置换反应是指一种________和一种________发生反应，生成另外一种单质和另外一种化合物的反应。可表示为：AB＋C===AC＋B。 说明　化学反应的四种基本类型为：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。 2．有金属参与的置换反应的种类 (1)金属与盐溶液之间的反应，金属可以与盐发生置换反应，如： 2Al＋3FeSO4===________＋3Fe 但并不是所有的金属都能置换出其他金属。将一根铁丝插入盛有CuSO4溶液的试管中，过一会儿发现铁丝上有铜析出，发生的反应为： Fe＋CuSO4===________＋Cu 而将铜丝插入FeSO4溶液中则不会有铁析出。根据以上反应推断，它们可能与金属的活动性有关。经过长年的研究，人们将一些常见的金属按其活动性由强到弱的顺序排列如下： K　Ca　Na　Mg　Al　Zn　____　Sn　Pb (H)　____　Hg　Ag　Pt　Au 说明　①排在前面的金属，其活动性比排在后面的强，可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来，这些反应都是置换反应。如Fe可以置换出Cu，反之就不可以。②盐必须是可溶的。③钾、钙、钠等活泼金属，遇水就可发生反应，所以不能与盐溶液发生置换反应。 (2)金属与酸之间的反应 金属活动性顺序中，排在____前面的金属(除钾、钙、钠外)，均可以与酸发生反应生成H2，这也是置换反应，只是各种金属反应速度有所不同。一般来说，金属活动性越强，反应越剧烈，反应速度越快。如Mg和Fe都可以与酸反应生成H2，但Mg与酸反应的反应速度要比Fe快，放出H2的速度也更快。反应的化学方程式为： Mg＋H2SO4===________＋H2↑ Fe＋H2SO4===________＋H2↑ 说明　①金属在金属活动性顺序中必须排在H元素前面，但钾、钙、钠等活泼金属除外，因为它们会先与溶液中的水反应。②酸应该是非氧化性酸(HNO3、浓H2SO4等则不符合)；如果目的是制取氢气，则不能用挥发性酸(如浓盐酸)，否则会使制得的气体不纯。③Fe与非氧化性的酸反应，生成二价铁，而不是三价铁；与氧化性的酸(如硝酸)反应，生成三价铁。 例1　(株洲中考)用实验比较铜、锌、银的金属活动性，最好的方法是选用下列试剂中的(　　) A．ZnSO4溶液　　　　B．NaOH溶液 C．稀盐酸　　　 　D．CuSO4溶液 例2　(咸宁中考)金属R放入稀硫酸中，没有气泡产生，放入硫酸铜溶液中，表面有红色物质析出。下列关于R的金属活动性判断不正确的是(　　) A．R＞Cu　　　　B．R＞Fe C．Zn＞R　　　　D．R＞Ag 例3　在利用某种金属材料时，人们往往要考虑这种材料的化学性质，因此需要对一些金属的活动性及反应的快慢进行研究。 (1)请写出能体现金属化学性质的一个化学方程式：______________________。 (2)相同条件下，不同金属与相同质量分数的稀硫酸反应，反应的快慢不同。取等质量大小相似的镁片、锌片、铁片中的两种金属，分别放入溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系如图所示，则曲线A对应的金属是________。 (3)在一定条件下，同一反应进行的快慢与反应物的浓度有关。现将一定浓度的稀硫酸与过量锌反应制取氢气，为了使反应慢点而又不影响生成氢气的总量，可向稀硫酸中加入适量的一些物质，其中原理上可行的是________(选填序号：①水；②NaOH稀溶液；③Na2SO4稀溶液)。 　防止金属腐蚀的常用方法 1．铁在空气中锈蚀主要是铁与空气中的________、________等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应，使铁转化为铁的化合物的过程。 2．钢铁锈蚀后生成铁锈，铁锈成分复杂(主要成分是________，化学式为Fe2O3)，它是一种疏松多孔的物质，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，能让水分和空气中的氧气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。 3．探究金属锈蚀的条件 我们用实验的方法来探索金属锈蚀的条件。取3支试管，A试管中是水和空气，B试管中是刚煮沸过的蒸馏水，C试管中是装有________(生石灰)的干燥空气，在3支试管中各放一枚铁钉，并用塞子塞紧(如图1)。 经过6～7h后，发现________试管中的铁钉严重生锈(其中又以中间部分最严重)。通过一系列的条件改变，如改变铁钉的纯度，用一块纯铁片来进行实验(如图2)，反而不易发生锈蚀现象。 说明　探索铁生锈的因素时，首先要根据生活经验进行合理猜想，使探究有方向性，其次实验中可能有多个条件影响铁生锈，当我们要研究其中的一个条件时，就采用控制变量法(除被研究的变量外，其他条件都相同且适宜)，来探索这个条件对实验结果的影响。 4．防锈三大措施 我们已经知道了影响金属锈蚀的条件，据此采取相应防止锈蚀的措施。 (1)保护膜法——如刷油漆、涂机油、封塑料膜、电镀，目的是阻止金属与________接触。 (2)干燥剂法——如在铁制品周围放干燥剂，目的是减少________，保持干燥。 (3)改变钢铁内部结构法——如制成不锈钢。 例4　如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是(　　) A．b管中铁钉不会锈蚀 B．该实验说明铁锈蚀与空气、水有关 C．L端与R端液面高度仍然保持一致 通过探究，请你写出防止铁制品生锈的一种措施：________。 　金属与酸反应 例5　(广州中考)为了探究影响锌与盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组设计了下列实验，下列说法正确的是(　　) A.对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响 B．对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响 C．对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响 D．对比实验①和②，可研究温度对反应剧烈程度的影响 　置换反应后质量的变化情况 例6　(岳阳中考)在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相等、溶质质量分数相同的稀盐酸，然后在左边烧杯中放入镁，在右边的烧杯中放入与镁质量相等的铝。待充分反应后，下列分析错误的是(　　) A．天平保持平衡，左边烧杯中，酸没有剩余，镁可能有剩余 B．天平保持平衡，右边烧杯中，酸没有剩余，铝一定有剩余 C．天平失去平衡，左边烧杯中，酸一定剩余，镁一定没剩余 D．天平失去平衡，右边烧杯中，酸可能剩余，铝一定没剩余 例7　(包头中考)某化学小组向一定量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Mg粉，充分反应后过滤得溶液A和固体B。 对滤液A所含的溶质有以下几种猜想： ①Mg(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2 ②Mg(NO3)2、Cu(NO3)2 ③Mg(NO3)2、AgNO3 ④只有Mg(NO3)2 经过讨论大家一致认为不合理的猜想是____(填标号)，其理由是__________________。 【实验探究】若猜想④成立，通过以下实验可确定固体B的成分，请将下表填写完整。 1．有甲、乙、丙三种金属，甲在常温下就能与氧气反应，乙、丙在常温下几乎不与氧气反应。如果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，则甲、乙、丙三种金属的活动性由强到弱的是(　　) A．甲＞乙＞丙　　　　B．甲＞丙＞乙 C．丙＞乙＞甲　　　　D．乙＞甲＞丙 第2题图 2．(湘潭中考)某溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中逐渐加入一定质量的铁粉进行处理，并绘制参加反应的铁的质量与溶液中溶质种类的关系图，下列说法正确的是(　　) A．a点溶液中溶质为3种时，金属单质的种类也为3种 B．当溶质种类为2种时，金属单质种类可能为2种 C．a、b两点，溶液的质量相等 D．当溶质种类为1种时，金属单质种类可能为1种 3．(常州中考)向盛有氯化亚铁和氯化铜混合溶液的烧杯中加入一定量的锌粉，充分反应后，得到固体M和溶液N。下列叙述错误的是(　　) A．锌有剩余时，M中一定有Fe、Cu和Zn B．锌有剩余时，N中一定没有FeCl2和CuCl2 C．锌无剩余时，M中一定有Cu、可能有Fe D．锌无剩余时，N中一定有ZnCl2和FeCl2 第4题图 4．(牡丹江中考)向一定量硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉，所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a点所得溶液中的溶质是硝酸铜、硝酸锌 B．向b点所得固体中加入盐酸有气泡产生 C．c点所得固体为银和铜 D．d点所得溶液中溶质一定有硝酸锌，可能有硝酸铜 第5题图 5．两个烧杯中有等质量的锌和铁，分别逐渐加入等质量分数的稀硫酸，产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示，A、B代表金属，a、b、c是曲线上的三个点，则： (1)分析可知：A金属是________；在________点时两烧杯中金属都有剩余。 (2)写出b点时B金属所在烧杯里的溶液溶质是____________(填化学式)。 6．(东营中考)铁的锈蚀对社会生产造成较大损害，但也有有利的一面，如某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉(含少量杂质，杂质既不溶于水也不溶于酸)，他们取六份样品，分别加稀硫酸反应。测得部分数据如下，请根据有关信息回答问题。 (1)食品袋内放入“双吸剂”是为了吸收__________________，用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是_________________________________________________________。 (2)a的数值为________。 (3)第4次实验，所得溶液中溶质的化学式为__________。 (4)列式计算该样品中单质铁的质量分数(保留至0.1%)。 参考答案 【要点详解】知识点1：氧气　2MgO　Fe3O4　2CuO　知识点2：单质　化合物　Al2(SO4)3　FeSO4　Fe　Cu 氢　MgSO4　FeSO4　例1　D　例2 B　例3　(1)Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑　(2)铁片　(3)①③　知识点3：氧气　水　氧化铁　干燥剂　A 空气　水分　例4　C　喷漆 【易错点拨】例5　A　例6　D 【综合应用】例7　③　镁先与硝酸银反应　取固体加入盐酸　镁、铜和银 【巩固提升】1.A　2.B　3.D　4.C 5．(1)铁　c　(2)ZnSO4、H2SO4 6．(1)O2、H2O　增大与氧气、水分的接触面积，加快反应速率　(2)0.1　(3)Fe2(SO4)3、FeSO4　(4)该样品中单质铁的质量分数为54.2%。 实验①实验②实验③实验步骤现象固体B的成分______________有气泡产生__________实验次数13456取样品质量(g)31.031.031.031.031.0取稀硫酸质量(g)30.090.0120.0150.0180.0产生气体质量(g)0a0.30.50.6