2.2 金属的化学性质（原卷版）

2.2金属的化学性质【知识网络】【知识掌握】1.金属的化学性质①金属跟氧气的反应有些金属能在空气中燃烧，如镁；有些金属能在纯氧中燃烧，如铁；有些虽不能燃烧，但也会反应，生成氧化物，如铜、铁、铝等分别能生成氧化铜、氧化铁、氧化铝。②金属跟酸的反应铝、镁、铁、锌等金属能跟稀硫酸、稀盐酸反应产生氢气，而铜等却不能跟稀硫酸、稀盐酸反应。③金属跟某些盐溶液反应能生成新的盐和新的金属2.金属活动性顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPb[H]CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱金属活动性顺序的应用规律：金属跟酸反应：在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。金属跟盐溶液的反应：在金属活动性顺序中，只有一种活动性较强的金属才能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。3.金属锈蚀的条件：空气和水分金属防锈措施：保护膜法：油漆、涂油、电镀、烤蓝等改变金属内部结构：不锈钢4.金属的污染与除污危害：浪费资源和能源；破坏土壤结构；有毒金属离子污染土壤、水源、生态环境；重金属会在生态系统的食物链里流动，造成生物污染措施：分类回收有用垃圾；对工业废水进行金属除污处理，达标排放；对工业废渣中的金属实行循环再生；用无铅汽油代替含铅汽油，用无P洗衣粉代替有P洗衣粉；不随意丢弃废旧电池和废旧金属【例题精析】例1．取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中，用手摸外壁会感觉发烫，反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。下列有关说法正确的是（）A．反应中无明显现象 B．反应是一个吸热反应 C．反应说明镁能置换出酸中的氢 D．反应后溶液中溶质质量减少例2．为了探究甲、乙、丙三种金属活动性顺序，小龙设计了如图实验。实验可知三种金属活动性强弱排列顺序正确的是（）A．甲＞乙＞丙 B．乙＞甲＞丙 C．丙＞乙＞甲 D．丙＞甲＞乙例3．在利用黄铜（一种合金）制作机器零件的过程中会产生黄铜屑，经测定黄铜屑主要含Zn、ZnO、Cu和CuO。下列分析错误的是（）A．将黄铜屑加入足量稀硫酸中，会有气泡产生 B．将黄铜屑加入足量稀硫酸中，黄铜屑会全部溶解 C．根据黄铜屑的成分，可确定黄铜中含有锌和铜两种金属 D．根据黄铜屑与足量稀硫酸反应的现象，可比较锌和铜的金属活动性强弱例4．如图所示，两只燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉，分别在空气中加热燃烧，根据燃烧难易及剧烈程度不同，可推测镁与锌具有不同的（）A．颜色 B．熔点 C．金属延展性 D．金属活动性例5．小敏称取等质量的铜粉和铁粉，分别加入到25毫升溶质质量分数为12%的硝酸银溶液中（如图所示），充分反应。下列情况可能出现的是（）A．铁和铜都有剩余，甲、乙生成银的质量比为7：8 B．铁和铜都没有剩余，甲、乙生成银的质量比为1：1 C．铁有剩余，铜没有剩余，甲、乙生成银的质量比为16：15 D．铜有剩余，铁没有剩余，甲、乙生成银的质量比为15：14例6．取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中，用手摸试管外壁会感觉发烫，反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。下列有关说法正确的是（）A．反应中无明显现象 B．反应是一个吸热反应 C．反应后溶液中溶质质量减少 D．反应说明镁能置换出酸中的氢例7．向一定量的硝酸亚铁、硝酸铜的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，将过滤得到的固体洗涤、干燥后加入稀盐酸，无气泡产生，则滤液中一定存在的金属离子是（）A．Mg2+、Fe2+ B．Mg2+、Cu2+ C．Fe2+，Cu2+ D．只有Mg2+例8．如图为某小组探究金属化学性质的两组实验。（1）实验Ⅰ中以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是（写两条）。（2）描述实验Ⅱ中C试管内反应的实验现象。（3）实验Ⅱ中要验证Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序，至少要做的实验是（填字母序号）。例9．某科学兴趣小组在学习了金属活动性顺序相关知识后，他们做了钠与硫酸铜溶液反应的实验，反应时产生气体和蓝色沉淀，并产生少量黑色物质，并没有看到红色铜生成。（1）为了弄清其中的原因，他们查阅资料获知：钠在常温下能与水剧烈反应，生成一种碱和一种气体，氢氧化铜受热易分解。并进行了如下实验；①取一小粒的金属钠，放入盛有适量蒸馏水的烧杯中，发现金属钠浮在水面上，熔化成一个银白色小球四处游动，发出嘶嘶的响声，收集反应产生的气体，发现该气体能燃烧。②取少量上述反应所得溶液于试管中，滴加硫酸铜溶液，产生蓝色絮状沉淀。③将上述试管加热，蓝色絮状沉淀变成黑色固体。请根据题中相关信息和实验现象，解释钠与硫酸铜溶液反应的实验现象。（2）硫酸铜溶液是用硫酸铜晶体（CuSO4•5H2O）和水配制而成的，请计算硫酸铜晶体中结晶水的质量分数。【巩固提高】一．选择题（共11小题）1．某科学兴趣小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，利用实验室中的相关药品设计了如下实验方案（实验用到的三种金属丝均已打磨干净）：①稀盐酸、铝、铜、银；②硫酸铜溶液、铝、银；③硫酸铝溶液、硝酸银溶液、铜；④硫酸铝溶液、铜、银。其中能验证铝、铜、银金属活动性顺序的是（）A．②③ B．①② C．③④ D．①④2．兴趣小组按如图流程进行实验（每步均充分反应），反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象，下列说法不正确的是（）A．滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2 B．滤渣中一定有Cu，一定没有Fe和Zn C．两支试管混合后，固体总质量一定增加 D．由实验可判断出铁、铜、锌的活动性顺序3．用等质量的锌、铁、镁三种金属分别与三份溶质质量分数相同的稀盐酸充分反应。产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示。下列说法中正确的是（）A．反应后一定有剩余的金属是镁和铁 B．反应后可能没有剩余的金属是锌和铁 C．从图中可看出三种金属消耗的稀盐酸质量相等 D．曲线X、Y、Z分别表示锌、铁、镁的反应情况4．在托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向左右两只烧杯中分别注入相同质量、相同质量分数的稀硫酸，天平平衡，若向两烧杯中分别投入等质量，等表面积的锌粒和镁粒，待充分反应后，发现两烧杯中固体均有剩余，则天平指针发生的偏转是（）A．一直偏向右 B．先偏向左后偏向右 C．先偏向右后偏向左 D．先偏向左后平衡5．实验室常用锌和稀硫酸来制取氢气，向盛有稀硫酸溶液的烧杯中加入足量的锌至反应完全。如图的“”“”“”表示溶液中由溶质电离产生的不同离子，则“”表示（）A．Zn2+ B．SO42﹣ C．OH﹣ D．H+6．小陈向装有硫酸铜溶液的烧杯中加入一定量铁粉，测得烧杯中溶液质量随加入铁粉质量的变化关系如图，则以下分析正确的是（）A．点a时的溶液中暂无金属铜生成 B．当加入铁粉质量为m1时，溶液变为无色透明 C．点b时过滤出烧杯中的固体，加入稀盐酸后会产生气泡 D．若纵坐标表示烧杯内物质的总质量，所得图象不变7．向一定质量的硝酸银和硝酸亚铁溶液中加入mg锌粉，充分反应后过滤。将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到滤渣的质量仍为mg，据此分析下列说法错误的是（）A．取反应后的滤液观察，滤液可能呈无色 B．滤渣中的物质最多含有三种，最少含有两种 C．取反应后的滤液插入铜丝，铜丝表面有固体附着 D．向少量硫酸铜溶液中加入足量滤渣，溶液可能变为浅绿色8．某同学设计了如图所示的装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入的是少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气。塞紧木塞，并调节L端与R端的液面高度一致，一段时间后观察。下列推断错误的是（）A．a管中的铁钉会锈蚀 B．L端的液面低于R端 C．该实验可以证明铁的锈蚀需要空气和水 D．若将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验，常温下a中铜钉会生锈，b中铜钉很难生锈9．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．10．向AgNO3溶液中加入一定量的Mg粉和Cu粉，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色的滤液。关于该滤渣和滤液有下列分析，其中正确的是（）A．向滤渣中加入稀盐酸，可能有气泡产生 B．滤液中一定有Cu（NO3）2、一定不含AgNO3、可能有Mg（NO3）2 C．反应后溶液的质量一定增加 D．该过程至少发生两个化学反应11．下列转化不能通过一步反应实现的是（）A．CuO→Cu（OH）2 B．BaCl2→Ba（NO3）2 C．Cu（OH）2→CuCl2 D．Fe→FeCl2二．实验探究题（共2小题）12．如图为家庭制氧机内桶构造示意图，桶上设有制氧剂投药口和出气口。已知：i．制氧剂的主要成分是过碳酸钠（Na2CO4）和催化剂。ii．本产品用于人体保健吸氧，产生的氧气需通入水中净化。（1）制氧时，从投药口中投入药品后，立即将其关闭。①过碳酸钠加入水中后，反应产生过氧化氢和碳酸钠，其化学方程式为：。过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气。②氧气的出口为。（2）若在装置的Ⅰ、Ⅱ中放入其它试剂，可以研究金属的性质：在Ⅰ中加入较多铁屑和过量稀盐酸，Ⅱ中只加入锌粒，关闭a口。一段时间后，Ⅱ中可以观察到的现象有。13．请按要求完成下列物质性质的实验：研究一：金属与酸反应过程中的能量变化：（1）打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应（填“放热”或“吸热”），反应的化学方程式为：；研究二：金属与盐溶液的反应：（2）向含有硝酸银和硝酸铜的溶液中，加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，将滤出的固体与稀盐酸混合，产生气泡。则下列有关说法中，正确的是。A．滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含铁B．滤出的固体中一定含有银，可能含有铜和铁C．滤液中一定有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜D．滤液中一定有硝酸亚铁，可能有硝酸铜或硝酸铜和硝酸银三．计算题（共2小题）14．“波尔多液”是一种无机铜素杀菌剂，是硫酸铜、氢氧化铜和氢氧化钙的碱式复盐。由法国人米亚尔代于波尔多城发现其杀菌作用而得名。“波尔多液”必须在碱性环境中配制，否则会生成过多的氢氧化铜沉淀而失去药效。配制方法是：在塑料容器中加入胆矾，加水制成硫酸铜溶液，在另一容器里加入生石灰，加水配成石灰乳，然后将两者混合成“波尔多液”。试回答下列问题：（1）为什么不能用铁桶或铝桶配制波尔多液（用化学方程式表示）。（2）硫酸铜溶液和石灰乳混合时，应该怎样操作才能避免失去药效。15．Cu与Zn的合金称为黄铜，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。某化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜的组成，取20g该黄铜样品于烧杯中，向其中分5次加入相同溶质质量分数的