安徽省2022年中考化学总复习教学案-第八单元第2课时金属的化学性质

第2课时金属的化学性质本课时知识是初中化学的重点,涉及的考点相对较多,其中金属的化学性质(常在材料题和流程题中考查)和金属与酸反应快慢的影响因素是常考点。命题点:1.金属的化学性质;2.金属活动性顺序的探究;3.影响金属与酸反应快慢的因素的探究。知识网络自主学习金属的化金属的化

学性质金属活动

金属活动

性顺序考点探究名师点拨考点一金属的化学性质[必考]典例1铜及其化合物有广泛的应用。(1)西汉时期《淮南万毕术》中有“曾青得铁则化为铜”的记载,其中蕴含化学反应的基本类型是。

(2)我国古代制黄铜的原理如图。①黄铜的硬度比铜和锌都(填“大”或“小”)。

②木炭还原Cu2O的化学方程式为。

(3)铜可用于制导线,主要利用了铜的性。

(4)CuSO4可配制波尔多液等。向铜粉中加入稀H2SO4,通入O2并加热可得到CuSO4溶液,反应的化学方程式为。

【解析】(1)“曾青得铁则化为铜”是指铁置换出硫酸铜溶液中的铜。(2)①合金的硬度比其成分金属大。②木炭还原Cu2O生成铜和二氧化碳。(4)铜、氧气和稀硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜和水。【答案】(1)置换反应(2)①大②C+2Cu2O4Cu+CO2↑(3)导电(4)2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O【针对训练】(2021·四川达州)金属在生活、生产中有着广泛的应用,种类繁多的金属材料已成为社会发展的重要物质基础。(1)实验室所用的石棉网中有铁丝,隔着石棉网给容器加热可达到均匀受热的目的,这主要利用了铁的导热性。石棉网使用一段时间后,其中的铁丝容易生锈,可用稀盐酸除去,其化学方程式可表示为

Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O。

(2)某化学兴趣小组将一定质量的Fe和Zn的混合粉末加入AgNO3溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液:①如果滤液呈无色,则滤渣中一定含有的金属是Fe和Ag。

②如果滤液中加入稀盐酸有白色沉淀,则滤液中的金属阳离子有3种。

③如果滤液呈浅绿色,则关于该滤渣和滤液的下列说法中正确的是C(填字母序号)。

a.向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生b.向滤液中加入稀盐酸,一定有白色沉淀产生c.滤渣中一定含有Agd.滤液中一定含有Fe(NO3)2,一定不含AgNO3,可能含有Zn(NO3)2考点二金属活动性顺序[10年3考]典例2(2021·浙江嘉兴)人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程,对金属活动性规律的认识也是如此。(1)1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”,这为发现金属活动性顺序奠定了基础,小嘉选用锡、铜、锌三种金属重温实验,则会“消失”的金属有。

(2)1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体,他称之为“可燃空气”,其实该气体就是。从此为探索金属活动性打开了新思路。

(3)1865年贝开托夫经过大量的实验得出了金属活动性规律。小嘉运用该规律开展实验,向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉,溶液质量变化如图所示,则B点时溶液中所含的金属阳离子有。

【解析】(3)金属活动性:Fe>Cu>Ag,向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉,铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,待硝酸银完全反应后,铁再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,B点时,铁和硝酸银恰好完全反应,故溶液中的溶质为硝酸铜、硝酸亚铁,所含的金属阳离子为Cu2+、Fe2+。【答案】(1)锡、锌(2)氢气(3)Cu2+、Fe2+【针对训练】(2021·浙江衢州)小科为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中合理的是(D)利用金属与酸反应比较金属的活动性顺序时一定要注意控制变量,即要控制金属的纯度、表面积大小以及酸的体积和浓度等相关变量相同。实验:金属活动性顺序的探究1.实验方案的设计思路(1)比较两种金属的活动性强弱:方案名称方案设计一种金属与另一种金属的盐溶液反应将一种金属(X)插入另一种金属(Y)的盐溶液中,若无明显现象,则金属活动性:X<Y;若X表面有Y析出,则金属活动性:X>Y金属与酸反应将状态相同的等量的X、Y两种金属分别加入等体积、等浓度的稀盐酸或稀硫酸中,若X表面有气泡产生,Y表面无明显现象,则金属活动性:X>Y,反之,则X<Y;若表面均有气泡产生,则比较产生气泡速率的快慢,其中产生气泡速率较快的金属的活动性较强(2)比较三种金属的活动性强弱:方案名称方案设计两金夹一盐选择活动性居中的金属的盐溶液与另两种金属单质进行检验。如验证Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱,可将铁丝和银丝分别插入CuSO4溶液中,其中铁丝表面会有红色固体析出,而银丝表面无明显现象两盐夹一金选择活动性最强和最弱的金属的盐溶液与活动性居中的金属单质进行检验。如验证Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱,可将铜丝分别插入FeSO4和AgNO3溶液中,其中铜丝在FeSO4溶液中无明显现象,在AgNO3溶液中会有银白色固体附着于铜丝表面2.探究金属铝、铜、银的活动性顺序(1)实验设计:实验操作现象反应的化学方程式结论将一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中,过一会儿取出有红色固体生成,溶液由蓝色变为无色2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu铝、铜、银三种金属的活动性强弱:Al>Cu>Ag将一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中,过一会儿取出有银白色固体生成,溶液由无色变为蓝色Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag(2)实验注意事项:①实验前必须用砂纸打磨金属表面至光亮,目的是除去表面的氧化物和污物。②金属与盐反应,盐必须可溶于水。【针对训练】某同学在练习“金属的化学性质”实验操作时,发现几支试管中冒出气泡有快有慢,于是他与其他同学一起合作进行如下探究。【提出问题】金属与酸反应的快慢受哪些因素影响呢?【猜想与假设】(1)猜想Ⅰ:可能与酸的浓度有关;猜想Ⅱ:可能与金属的种类有关;

猜想Ⅲ:可能与金属的形状有关。【设计并实验】进行如下实验。实验编号硫酸的浓度(均取20mL)金属(均取2g)金属的形状收集50mL氢气所需时间/s①10%镁粉末状60②10%铁片状120③10%镁片状102④20%铁片状110(2)实验前需将金属进行打磨,其目的是除去金属表面的氧化物和污物。

(3)写出镁与稀硫酸反应的化学方程式:Mg+H2SO4MgSO4+H2↑。

【收集证据】(4)要比较金属的形状对反应快慢的影响,应选择的实验编号是①③。

【得出结论】(5)通过上述4个实验,你得出的影响金属与酸反应的因素有酸的浓度、金属的形状以及金属的种类。

【拓展探究】(6)将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中,通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系如图所示。①刚注入盐酸时镁条表面无明显气泡,但此时压强上升迅速,原因可能是将盐酸注入锥形瓶时,气体体积缩小,压强增大。

②请你帮助该同学设计实验判断反应后所得溶液的溶质成分(写出操作、可能现象和结论):向反应后的溶液中逐滴滴加NaOH溶液并振荡,观察现象。若刚开始无沉淀,一段时间后产生白色沉淀,说明溶质含有氯化镁和氯化氢;若立即产生白色沉淀,说明溶质只有氯化镁(合理即可)。

真题再现对接中考命题点1金属的化学性质1.(2020·安徽第15题)硫酸亚铁晶体是重要的化学试剂。传统制备方法是用铁屑与稀硫酸反应,因铁屑中含有硫、磷等杂质,与稀硫酸反应会产生刺鼻、呛人的有毒气体。某科技小组改用铁屑与硫酸铜溶液反应制备硫酸亚铁晶体,流程如下:(1)步骤①中反应的化学方程式为Fe+CuSO4FeSO4+Cu。

(2)操作Ⅰ的名称是过滤。步骤②涉及蒸发,蒸发时必需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、玻璃棒、蒸发皿。

(3)用硫酸铜溶液代替稀硫酸制备硫酸亚铁晶体,优点是避免有毒气体的产生(合理即可)。

2.(2014·安徽第14题)常温下没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下,铁与水蒸气能反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。小明很好奇,设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。(1)试管尾部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气。

(2)探究生成的气体是什么?用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中,说明生成的气体是H2(或氢气)。

(3)探究试管中剩余固体成分是什么?【查阅资料】常见铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体能否被磁铁吸引否否能【初步验证】试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引。【猜想与假设】猜想一:剩余固体是Fe与Fe3O4;猜想二:剩余固体是Fe3O4。

【实验探究】实验操作实验现象及结论取一定量剩余固体加入试管中,滴加CuSO4溶液,振荡若有红色物质生成,则猜想一成立;若无红色物质生成,则猜想二成立(合理即可)【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2。

【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3,理由是Fe2O3为红棕色(或Fe2O3不能被磁铁吸引)。

命题点2金属活动性顺序3.(2019·安徽第15题)某兴趣小组为探究金属活动性强弱,分别做了镁、铝、铜与稀盐酸反应的实验。(1)比较金属活动性强弱:铝比铜强(填“强”或“弱”)。写出镁与稀盐酸反应的化学方程式:Mg+2HClMgCl2+H2↑。

(2)小芳同学做镁与稀盐酸反应的实验时,发现试管中出现灰白色沉淀,该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究:【提出假设】假设一:含有氯化镁;假设二:含有镁粉;假设三:含有氢氧化镁;……【查阅资料】①氯化镁易溶于水;②在一定条件下,镁可与冷水缓慢反应。【设计并进行实验】各取少量灰白色沉淀加入2支试管中,进行如下实验:编号实验操作实验现象实验1加入适量蒸馏水,搅拌沉淀未见减少实验2加入适量稀盐酸沉淀全部溶解,没有气泡产生【得出结论】由实验1可知,假设一不成立;由实验2可知,沉淀中不含镁粉。假设三可能成立(填“成立”“可能成立”或“不成立”)。

【实验反思】实验后同学们请教老师得知,灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁,碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。于是小芳再取少量灰白色沉淀于试管中加热,并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条悬于试管口,预期的实验现象是滤纸条变红。

[附加题](3)为探究镁与稀盐酸反应生成碱式氯化镁的条件,该小组同学进行了如下实验:在小烧杯中加入一定量稀盐酸和去除氧化膜的镁带,观察实验现象,并测量溶液pH的变化。结果见下表:时间/min024812162024溶液pH2.05.37.08.69.39.810.010.0实验现象—镁带溶解较快,产生大量气泡,无沉淀生成镁带缓慢溶解,产生气泡速度减慢,溶液变浑浊,烧杯底部有灰白色沉淀根据表中信息回答下列问题。①请描述溶液pH变化的规律并解释原因:溶液pH逐渐增大,最后呈碱性;反应前期pH变化较快,反应后期pH变化较慢,最后pH不变。因为前期盐酸浓度较大,反应较快,随着反应的进行盐酸逐渐被消耗,但镁在溶液中继续缓慢反应,生成碱性物质,最后反应完成。

②请对生成碱式氯化镁的条件提出猜想,并设计实验证明猜想:猜想:金属镁过量。设计实验:取两只烧杯,各加入等量的稀盐酸,分别加入少量和过量去除氧化膜的镁带,观察现象,如果前者无沉淀而后者有沉淀,证明猜想成立。

4.(2017·安徽第11题节选)(4)为比较铝和铁的金属活动性,某同学设计如下实验方案:将铝和铁分别放入盐酸中,比较反应的剧烈程度。你认为该方案不合理(填“合理”或“不合理”),理由是方案中未说明控制其他变量不变(合理即可)。

命题点3金属与酸反应快慢的探究5.(2013·安徽第15题)“五一”假期,小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素影响呢?【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关;b.可能与锌的形状有关。【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。实验编号硫酸的质量分数(均取20mL)锌的形状(均取1g)氢气的体积(mL)(均收集3分钟)①20%锌粒31.7②20%锌片50.9③30%锌粒61.7④30%锌片79.9(1)写出稀硫酸与锌反应的化学方程式:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。

(2)小兵用如图装置收集并测量氢气的体积,其中量筒的作用是测量排出水的体积,即生成氢气的体积,氢气应从f(填“e”“f”或“g”)管通入。

【搜集证据】(3)要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是①③(或②④)。

【得出结论】(4)结论是硫酸的质量分数越大,反应越快;锌与硫酸的接触面积越大,反应