8.2金属的化学性质（考点解读）（原卷版）

8.2金属的化学性质（考点解读）（原卷版）一、金属的化学性质1、大多数金属可与氧气的反应金属在空气中在氧气中镁常温下逐渐变暗，表面形成氧化膜。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体2Mg+O2点燃2MgO铝常温下表面变暗，生成一种致密的氧化膜点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体4Al+3O2点燃2Al2O3铁持续加热变红点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体3Fe+2O2点燃Fe3O4铜加热，生成黑色物质；在潮湿的空气中，生成铜绿而被腐蚀紫红色的铜丝加热后变黑2Cu+O2加热2CuO银、金即使在高温时也不与氧气发生反应2、金属+酸→盐+H2↑（置换反应）反应条件：金属活动性排在H前注意：实验前用砂纸打磨金属，除去镁、铁等金属表面的氧化膜，便于金属与酸接触反应。+稀盐酸+稀硫酸镁锌铁现象固体逐渐溶解，产生大量气泡固体逐渐溶解，产生较多气泡固体逐渐溶解，无色溶液变为浅绿色，产生少量气泡方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑根据金属与酸混合时是否有氢气产生将金属分为两类：活泼金属和不活泼金属：通过金属与酸能否反应或与酸反应的剧烈程度判断金属的活动性。镁>锌>铁>铜（不反应）铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中，铁化合价为＋2价。有Fe2＋的溶液为浅绿色3、金属与金属化合物的反应金属＋盐→新盐＋新金属(置换反应)反应条件：参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外)，且盐必须可溶现象的描述重点：金属表面生成固体的颜色，溶液颜色的变化。实验铁钉+硫酸铜溶液铝丝+硫酸铜溶液铜丝+硝酸银溶液现象铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。铝表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为无色。铜表面有银白色固体产生，溶液由无色逐渐变为蓝色。化学方程式Fe+CuSO4=Cu+FeSO42Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2活动性比较铁>铜铝＞铜铜＞银＊通过金属与金属化合物溶液是否反应判断金属的活动性。总结：比较金属活动性的方法：二、金属活动性顺序及其应用1、常见金属在溶液中的活动性顺序：(巧记：嫁给那美女；身体细纤轻；总共一百斤)钾钙钠镁铝锌铁锡铅(氢)铜汞银铂金KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu（1）表明了金属活动性强弱顺序（前强后弱），即在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它在水溶液中就越容易失去电子变成离子，其活动性就越强；金属的位置越靠后，其阳离子在水溶液中就比较容易获得电子变成原子，其活动性就越弱；

需要注意的是：金属的活动性就越强参加反应时，现象就越明显、越剧烈。

（2）可用来判断金属与酸能否发生置换反应（氢前置换氢），只有排在氢前面的金属，才能置换出酸中的氢，而排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢。

需要注意的是：①金属必须是排在金属活动性顺序中氢（H）前面的金属；②酸应是盐酸、稀硫酸（即不具有强氧化性的酸），不包括浓硫酸和硝酸；③单质铁与酸发生置换反应时生成亚铁盐；④K、Ca、Na除与酸反应外，还能与水在常温下发生置换反应（如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑），其余金属则不能。

（3）可用来判断金属与金属化合物溶液（即盐溶液）能否发生置换反应（前置后，盐可溶，K、Ca、Na不能够），排在金属活动性顺序中前面的金属一般能把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来。

需要注意的是：①在金属活动性顺序中只要排在前面的金属就能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，而与H的位置无关，但K、Ca、Na等金属例外，由于它们过于活泼，不与溶液中的盐发生置换反应，而是先与溶液中的水发生置换反应；如把钠放入硫酸铜溶液中虽然反应[2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4]，最终没有单质铜生成；②铁与盐溶液发生置换反应时，生成二价亚铁盐；③用同种金属置换不同的盐溶液，盐中金属排在金属活动性顺序中较后的金属首先被置换出来，用不同的金属置换同种盐溶液，盐中金属先被排在金属活动性顺序中较前的金属置换出来；若有一种金属和多种混合盐溶液反应，最先反应的是最不活泼的那个金属的盐溶液，例如，锌粒与氯化亚铁和硫酸铜和硝酸汞的混合溶液反应，最先反应的是硝酸汞，当硝酸汞被消耗完时，硫酸铜才与锌粒反应，同理，硫酸铜反应完后，锌才会和氯化亚铁反应；当多种金属与一种盐溶液反应时，最活泼的金属先反应，例如，把打磨光亮的镁带、铝丝、铜丝一起放入硝酸银溶液中，镁被消耗完后，铝才和硝酸银反应，铝反应完后，铜跟硝酸银反应。

（4）利用金属与酸或盐溶液之间的置换反应是否发生，通过具体的实验及其现象的分析，反过来可以反推金属的活动性顺序，具体的推断方法是这样的：

①利用金属与酸能否发生置换反应，来反推金属的活动性顺序，例如，把铁和铜分别放在稀盐酸中时，铁的表面上有气泡冒出，这说明铁位居金属活动性顺序中氢的前面；而铜的表面无明显的现象，这说明铜位居金属活动性顺序中氢的后面；由此可推得铁活泼性比铜的要强；

②利用金属与盐溶液能否发生置换反应，来反推金属的活动性顺序。例如，把铁钉放在硫酸铜溶液中，过一会儿，发现铁钉表面上出现了一层红色物质（即铜）；由此可推得铁活泼性比铜的要强。三、金属材料和金属元素及其应用1、金属元素：具有金属通性的元素。最外层电子数小于4，所以其原子容易失去电子而本身常以阳离子形态存在于化合物中。它们的氧化物和氢氧化物一般呈碱性。2、金属元素的存在是这样的：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属（如金、银等）以单质形式存在外，其余的都以化合物的形式存在，自然界中以单质形式存在的金、银，如图所示：

3、常见金属矿物主要指以下三种：

（1）铁矿石有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）和黄铁矿（主要成分是FeS2）等，如图所示：

（2）铜矿石有孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]、赤铜矿（主要成分是Cu2O）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）和辉铜矿（主要成分是Cu2S）等，如图所示：

（3）铝矿石有铝土矿（主要成分是Al2O3）、明矾（KAlSO4•12H2O）或水铝石（主要成分是Al2O3•H2O）等，如图所示：四、置换反应和化学反应中有关含杂质的计算1、置换反应：（1）置换定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应A+BC→AC+B（2）置换反应类型：①金属+酸→金属化合物+H2②金属+金属化合物→另一金属+另一金属化合物③C+金属氧化物→金属单质+CO2④H2+金属氧化物→金属单质+H2O（注意：CO+金属氧化物→金属单质+CO2该反应不属于基本反应）化合反应：多变一 CO2+H2O=H2CO3（3）化学反应基本类型分解反应：一变多 H2CO3=CO2↑+H2O置换反应：单化生化单 C+2CuO2Cu+CO2↑2、含杂质物质的化学反应的有关计算：

（1）含杂质物质的化学反应的有关计算是指在实际生产中，所用的原料或产物一般都含有杂质，在利用化学方程式进行计算用料和产量时，由于化学方程式表示的是纯净物质之间的质量关系，而不表示不纯物质之间的质量关系；故计算时一定考虑到杂质的问题（即不纯物质和纯物质之间的相互转化问题）；

（2）不纯物质的质量与纯物质的质量的相互转化方法及纯度的计算公式是：【考点1金属的化学性质】【典例11】（2023春•自流井区校级期中）将一定量的锌粉加入到硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液中，过一段时间后过滤，向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则下列叙述不正确的是（）A．滤渣中一定含有铜和铁，可能含有锌 B．滤液中溶质一定含有硫酸锌 C．滤液的颜色可能为浅绿色 D．向滤渣中加入稀盐酸，最后溶液一定变成浅绿色【典例12】（2023秋•肇源县月考）将一定质量的Zn粉加入到硝酸镁、硝酸亚铁和硝酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤。（1）若向滤渣中加入稀盐酸无气泡产生，则滤渣中一定含，滤液中的溶质一定含，可能含。（2）若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤渣中一定含，可能含，滤液中的溶质一定含，可能含。【变式11】（2023秋•开州区校级月考）“纳米铁粉”在空气中能自燃生成一种红色氧化物。下列有关说法中，正确的是（）A．纳米铁粉在空气中自燃产物是四氧化三铁 B．相同反应物在不同条件下发生的反应都是相同的 C．纳米铁粉与普通铁粉性质不同的原因是构成二者的原子不同 D．反应物间的接触面积大小能影响反应能否发生【变式12】（2023春•仁寿县校级月考）搞怪化学衫、创意元素钟表等也有化学用语，以下分析正确的是（）A．图1衬衫的“Fe”与稀硫酸反应后生成硫酸铁：FeSO4 B．创意钟表里全是非金属元素 C．图3衬衫表示的化学方程式：Mg+ZnSO4＝MgSO4+Zn D．图4对应的微粒符号：Na+【变式13】（2023•确山县一模）金属在生产生活中具有广泛的应用。（1）下列金属制品中，主要利用金属导热性的是（填字母）。A．金属硬币B．铝制导线C．铜制火锅（2）波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂，它由硫酸铜、生石灰加水配制而成，不能用铁质容器配制波尔多液的原因是（用化学方程式表示）。（3）铝具有良好的抗腐蚀性能，原因是（用文字阐述）。【考点2金属活动性顺序及其应用】【典例21】（2023秋•南岗区校级月考）为验证铁、铜、铝三种金属的活动性顺序，可选用的一组物质是（）A．FeSO4溶液、Cu、Al2（SO4）3溶液 B．CuSO4溶液、Fe、Al C．CuSO4溶液、Fe、Al2（SO4）3溶液 D．Al2（SO4）3溶液、Fe、Cu【典例22】（2022秋•泌阳县期末）金属活动性顺序表的应用十分广泛，按要求做题。（1）KCaNaMgAlFeSnPb（H）CuHgPtAu。（补充完整）（2）农业上为什么不能用铁制容器盛放波尔多液（含硫酸铜）（用化学方程表示）。（3）铝比较活泼，为什么铝制品却有很好的抗腐蚀性。【变式21】（2022秋•丰南区期末）为探究铁、铜、M三种金属的活动性，某同学做了如下实验。则三种金属的活动性由强到弱的顺序是（）实验操作现象产生气泡无明显现象M丝表面析出红色固体A．铁M铜 B．M铁铜 C．铁铜M D．铜M铁【变式22】（2022秋•越秀区校级期末）往分别盛有甲、乙、丙三种金属的试管中滴加稀盐酸，仅乙没有气泡产生，丙的化合物溶液不能用容器甲盛放，则三者的金属活动性顺序为（）A．甲＞乙＞丙 B．甲＞丙＞乙 C．丙＞甲＞乙 D．乙＞甲＞丙【变式23】（2023•海南模拟）金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中都有重要作用。现有A、B、C三种金属，A、B可溶于盐酸，C不溶于盐酸，将A投入BCl2溶液中可发生反应：A+BCl2═ACl2+B。（1）A、B、C三者金属活动性由强到弱的顺序为。（2）与金属置换反应规律相同，非金属单质之间的置换反应也有类似的规律，根据下列反应：①Cl2+2NaBr＝Br2+2NaCl②Br2+2NaI＝I2+2NaBrCl2、Br2和I2单质的活泼性由强到弱的顺序为。【考点3金属材料和金属元素及其应用】【典例31】（2022秋•固始县期末）分类是学习化学的一种重要方法。下列按照不同标准进行的分类中叙述不正确的是（）A．新能源：太阳能、地热能、风能 B．混合物：空气、液氧、大理石 C．金属材料：生铁、硬铝、黄铜 D．CO、SO2、PM2.5都是空气污染物【典例32】（2023•香坊区校级开学）2020年末，哈尔滨地铁建设传来好消息，连接东西、穿越南北哈尔滨地铁2号线一期，3号线二期东南环，正式“车通”。到2023年哈尔滨地铁4号线5号线又取得了新进展，建成后更加方便百姓的出行。（1）地铁的车体采用铝合金等材料制成。铝合金属于材料（填种类）。（2）地铁铁轨一般选用的是锰钢，是利用其具有等性能。A.韧性好、硬度大B.抗腐蚀性好C.密度小、硬度大（3）地铁靠电力运行，其行驶过程中的能量转化是由能转化为机械能。（4）车体采用的铝合金中的铝单质是一种化学性质比较活泼的金属，它不但能与酸反应，还能与氢氧化钠、水共同反应，生成偏铝酸钠（NaAlO2）和氢气，请写出此反应的化学方程式①在此反应前后铝元素的化合价分别为②。【变式31】（2023春•城区期中）新型镁锂合金用于制造火星车的车结构，镁元素的相关信息如图所示，以下说法正确的是（）A．镁的原子序数为24.31 B．镁原子的质子数为12 C．镁锂合金属于纯净物 D．镁锂合金属于合成材料【变式32】（2023•梁溪区二模）矿产资源。青绿山水巨作《千里江山图》中的颜料都来自天然矿石，其中4种矿石及其主要成分如下：（1）绿松石的主要成分中含有种元素。（2）朱砂中含有的非金属元素的原子结构示意图为。（3）孔雀石的主要成分Cu2（OH）2CO3中铜元素的化合价为。（4）上述各矿石所含主要成分属于氧化物的是（填化学式）。【考点4置换反应和化学反应中有关含杂质的计算】【典例41】（2023秋•望奎县校级月考）下列反应中，不属于置换反应的是（）A．Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2 B．Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 C．Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu D．CuO+H2Cu+H2O【典例42】（2020•兰溪市模拟）华为中国芯!华为使中国的芯片技术领先于世界，让苹果都望尘莫及。芯片是电脑、智能家电的核心部件，它是以高纯度的单质硅（Si）为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应：①Si+O2SiO2，②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，③SiO2+2CSi+2CO↑，④Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑．请回答：（1）上述四个反应中属于置换反应的有（填序号）。（2）上述反应中生成的还原性气体有（填化学式）。【典例43】（2023•巴音郭楞州一模）工业上可采用某铁矿石（主要成分四氧化三铁）冶炼铁，反应原理为：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2，若现用100t含四氧化三铁为46.4%的该矿石冶炼金属铁。请计算：（1）该铁矿石中含四氧化三铁的质量是。（2）理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？【变式41】（2022秋•广水市期末）推理是化学学习中常见的思维方法。下列推理正确的是（）A．金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，所以他们的化学性质也不同 B．物质燃烧都发光放热，所以发光放热的变化一定是燃烧 C．置换反应生成单质与化合物，所有有单质和化合物生成的反应一定是置换反应 D．化合物是由多种元素组成的，所以由两种元素组成的纯净物一定是化合物【变式42】（2022•南岸区模拟）某工厂要用赤铁矿石（主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素）来炼制钢。首先通过高炉炼铁得到生铁，其过程中损失10%铁元素，然后将生铁通过炼钢炉中，通入纯氧，其过程损失4%铁元素，最终得到含铁96%的钢567t，则理论上需要含杂质10%的赤铁矿石的质量是（）A．2000t B．1000t C．500t D．100t【变式43】（2020秋•监利市期末）置换反应是中学化学反应的基本反应类型之一。已知：化合物A+单质B→化合物C+单质D。试回答下列问题：（1）若D为铜，化合物A的化学式可能是。（2）非金属单质也具有类似金属与金属溶液之间发生置换反应的规律，即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其金属溶液中置换出来，如在溶液中可发生下列反应：Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2、I2+Na2S═2NaI+S、Br2+2KI═2KBr+I2↓，由此判断S、Cl2、I2、Br2四种单质中非金属活动性最弱的是。（3）已知在高温条件下碳与水蒸气可反应生成一氧化碳和氢气（水煤气的主要成分），写出该反应的化学方程式。若家中发生燃气（天然气）泄漏；下列措施不可行的是（填字号）。A.立即打开抽油烟机排气B.检查并关闭气源阀门C.轻轻打开门窗通风【变式44】（2022秋•平舆县期末）工业上，在高温的条件下用一氧化碳可将铁从铁矿石中还原出来，用1000t含Fe2O380%的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁的质量是多少？1．（2023•庆云县二模）波尔多液由硫酸铜、生石灰加水配制而成。在烧杯中加入少量波尔多液，向其中加入过量稀盐酸，待溶液澄清后，再放入一个表面光亮的铁钉，下列实验现象或结论错误的是（）A．铁钉表面有无色气泡生成 B．溶液颜色逐渐由蓝色变为浅绿色 C．铁钉表面有白色金属析出 D．该实验说明铁的金属活动性比铜强2．（2023•周至县二模）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，其中不合理的是（）A． B．C．D．3．（2023秋•巴彦县校级月考）下列实验用品中，由金属材料制成的是（）A．​烧杯 B．​铁架台 C．橡胶塞 D．​蒸发皿4．（2023•台儿庄区模拟）我国“天问一号”探测器成功着陆火星，发现火星表面被赤铁矿覆盖，平均温度约为﹣56℃，火星大气中含有CO2（体积分数为95.3%）、O2、H2O等物质，下列说法正确的是（）A．火星地表不存在固态水 B．火星上缺少金属资源 C．火星大气组成与空气相似 D．火星上白磷无法自燃5．（2023•广水市模拟）构建化学基本观念是学好化学的基础。下列对化学基本观念的认识中，正确的是（）A．微粒观：分子、原子可以构成物质，所以物质一定是由分子、原子构成的 B．转化观：置换反应有单质生成，所以有单质生成的反应一定是置换反应 C．守恒观：8g氢气和8g氧气反应，一定生成16g水 D．元素观：单质是由一种元素组成的纯净物，所以由一种元素组成的纯净物一定是单质6．（2022秋•丛台区校级期末）某炼铁厂欲利用赤铁矿石（主要成分是氧化铁，杂质不含铁元素，也不参与反应）来炼铁。若要炼制含铁96%的生铁63t，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是（）A．120t B．108t C．96t D．84t7．（2022秋•明水县校级期末）将一铜丝在空气中加热，可观察到色的铜丝表面变成色；然后将它浸入稀硫酸里并微热，反应后的溶液呈色；再将铜丝取出用水冲洗后，浸入硝酸银溶液中片刻，铜丝表面覆盖了一层色物质，该反应的化学方程式为。8．（2023春•乾安县期中）中国古代典籍中记录了许多化学知识，展示了中国古代人民的智慧。（1）《考工记》中记载了青铜的成分，青铜的硬度比纯铜（填“大”或“小”）。（2）《天工开物》记载了“淘法铁砂”“生熟炼铁”等钢铁冶炼过程，“生熟相和，炼成则钢”，将生铁炼成钢时，主要降低了生铁中（填元素符号）的含量。（3）《天工开物》中比较了不同金属的活动性。某化学小组为验证，铜、锡、铁的金属活动性顺序。设计了五个实验。实验①：铜片、10%的稀硫酸；实验②：铁片、10%的硫酸铜溶液；实验③：锡片、10%的稀硫酸；实验④：锡片、10%的硫酸铜溶液；实验⑤：铁片、10%的硫酸溶液。下列判断正确的是