第20講 金屬的化學性質（原卷版）

第20講金屬的化學性質金屬的氧化金屬與酸反應金屬與鹽反應金屬的冶煉一.金屬與氧氣的反應：金屬條件反應的化學方程式現象(或備注)Mg點燃2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO劇烈燃燒，耀眼白光，放出大量熱，生成白色固體Al常溫4Al＋3O2=2Al2O3表面生成致密保護膜點燃(氧氣中)4Al＋3O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2Al2O3劇烈燃燒，放出大量熱和耀眼的白光，生成白色固體Fe常溫、潮濕空氣4Fe＋3O2＋nH2O=2Fe2O3·nH2O在氧氣和水共同作用下，會生成暗紅色疏松的鐵銹氧氣中點燃3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點燃))Fe3O4劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，生成黑色固體Cu加熱2Cu＋O2△2CuO銅絲表面逐漸變?yōu)楹谏睗窨諝?Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3銅表面生成一層綠色物質AuAg高溫下也不與氧氣反應，“真金不怕火煉”二.金屬與酸的反應：金屬現象反應的化學方程式鎂劇烈反應，大量氣泡，溶液仍為無色，放熱Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑鋁劇烈反應(比鎂稍緩)，大量氣泡，溶液仍為無色，放熱2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑鋅反應較劇烈，大量氣泡，溶液仍為無色，放熱Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑鐵反應緩慢，有氣泡產生，溶液由無色逐漸變?yōu)闇\綠色Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑銅不反應【金屬與酸反應圖像的問題】（1）反應時間與產生氫氣的關系（活動性順序決定反應快慢）（2）向等質量金屬中加酸反應圖像（與價量比有關）（3）向等質量酸中加金屬反應圖像其中，甲、乙、丙、丁分別表示鋁、鎂、鐵、鋅。三.金屬與鹽的反應：實驗操作現象反應的化學方程式鐵絲浸入硫酸銅溶液鐵絲表面出現紅色物質，溶液由藍色逐漸變?yōu)闇\綠色Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4銅絲浸入硝酸銀溶液銅絲表面出現銀白色物質，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{色Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag1．金屬活動性順序：__K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au__。2．按照金屬活動性順序，一種活動性較強的金屬能把另一種活動性較弱的金屬從它的鹽的水溶液中置換出來，排在氫前面的金屬可以把酸中的氫置換出來。這些反應都是置換反應。四.金屬的銹蝕與防護：1．鐵銹蝕的條件：水、氧氣。銅銹蝕的條件：水、氧氣、二氧化碳。2．防銹蝕的方法：改變金屬內部結構，如制成不銹鋼等；在金屬表面形成各種保護層，如涂防銹油、油漆；形成氧化物保護膜等。3．保護金屬資源的有效途徑：防止金屬的腐蝕，金屬的回收利用，有計劃合理地開采礦物，尋找金屬的替用品等?？键c一：金屬與酸反應【例1】為驗證常見金屬的活動性順序，小紅設計了以下實驗。下列說法中正確的是

A．實驗①和②中均有氣泡產生B．實驗③中固體質量減少，溶液由藍色變?yōu)辄S色C．若X為Zn，Y為，可驗證Zn比Fe活潑D．利用以上實驗無法驗證Zn、Fe、Cu、Ag的活動性【例2】向等質量的鎂粉和鐵粉中分別加入等濃度的稀硫酸，生成氫氣的質量與加入稀硫酸的質量關系曲線正確的是A．

B．

C．

D．

考點二：金屬與鹽【例1】向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中逐漸加入mg鐵粉，溶液質量變化如圖所示，下列說法錯誤的是

A．A點對應的固體是AgB．B點溶液中的陽離子有Fe2+、Cu2+C．C點對應的溶液為無色D．加入mg鐵粉后，過濾，向濾渣中加入稀鹽酸，有氣泡產生【例2】小明欲從廢棄的鎳(Ni)鋅電池中分離某貴重金屬。通過初步處理，已從廢棄物中獲取了一定量金屬混合物。經分析可知，混合物中含有鋅、銅、銀、鎳四種金屬。實驗主要流程如下圖所示(反應條件已略去)：

查閱資料：鎳能與稀硫酸反應生成+2價的鎳鹽和氫氣。下列說法錯誤的是A．溶液甲中含有三種陽離子B．固體A中含有兩種金屬C．溶液丙中可能含有兩種溶質，且溶液丙的質量小于所加的AgNO3溶液的質量D．鋅、銅、銀、鎳四種金屬的活動性由強到弱的順序是鎳>鋅>銅>銀考點三：金屬的氧化與冶煉【例1】某小組利用如圖裝置進行創(chuàng)新實驗（夾持裝置已略去）。實驗前檢查裝置氣密性良好，實驗時，打開彈簧夾K，觀察一段時間，無明顯現象；關閉K，加入食鹽水，觀察同樣的一段時間后打開K，發(fā)現注射器活塞向左移動。下列說法不正確的是

A．鐵銹蝕屬于緩慢氧化 B．實驗過程中裝置內氧氣的含量減小C．滴加食鹽水能加快鐵銹蝕 D．根據實驗可得出鐵的銹蝕需要水的參與【例2】用如圖“微型”裝置模擬冶鐵實驗，已知一氧化碳發(fā)生裝置中反應的化學方程式為H2C2O4CO2↑+CO↑+H2O。下列說法正確的是

A．應先點燃酒精燈后通入COB．酒精燈上罩金屬網罩是為了集中火焰提高溫度C．該實驗不用處理尾氣D．該實驗可以驗證CO還原氧化鐵的氣體產物1．小明設計實驗探究鋅、鐵、銅三種金屬的活動性順序。他設計了四個實驗方案，分別選擇的試劑是：①銅、鋅、硫酸亞鐵溶液；②鐵、銅、硫酸鋅溶液；③鋅、鐵、銅、稀硫酸；④銅、硫酸亞鐵溶液、硝酸鋅溶液。上述四個方案所選試劑正確的是A．①③ B．②④ C．①④ D．②③2．對鐵生銹與燃燒條件的實驗探究如圖所示。實驗前小氣球稍膨脹，實驗中可觀察到②中鐵絲生銹，④中鐵絲加熱至一定溫度后發(fā)生劇烈燃燒。下列說法不正確的是

A．對比①②可知，接觸水是鐵生銹的條件之一B．對比①③可知，接觸CO2不是鐵生銹的條件C．對比①④可知，溫度達到著火點是鐵燃燒的條件之一D．④中的干沙可換成水，實驗結束時，②④的小氣球變癟3．回收利用廢舊金屬具有重要意義、某工廠廢液樣品中主要含硝酸鋅和硝酸銀，為了從廢液中回收金屬銀和硝酸鋅晶體，甲同學設計了以下實驗流程。下列說法中正確的是

A．操作Ⅰ和操作Ⅱ都需要用到的玻璃儀器是玻璃棒B．Y可以是硫酸，也可以是鹽酸C．最終得到的硝酸鋅晶體中的鋅元素的質量等于廢液中鋅元素的質量D．固體A中一定含有銀，可能含有鋅4．金屬材料的使用作為一個時代的標志，見證了人類文明發(fā)展的過程。歷史上人類冶煉不同金屬的大致年代如下圖，下列有關說法不正確的是

A．通過敲打將青銅制成不同形狀，是利用金屬的延展性B．煉鐵的原料主要有鐵礦石、焦炭和石灰石C．金屬鋁的利用比鎂、鈉晚，是因為鋁的金屬活動性強D．濕法煉銅工藝就是利用鐵和硫酸銅溶液反應制取銅5．為驗證鐵、銅、銀三種金屬的活動性順序，小東設計了如下所示的兩組實驗。下列說法正確的是

A．通過實驗①、②能夠驗證三種金屬的活動性順序B．實驗②中發(fā)生的反應是：C．實驗①中溶液質量逐漸增大D．實驗①中溶液顏色由藍色變?yōu)辄S色6．取足量的Zn、Fe、Ag三種金屬分別放入盛有等質量、等濃度CuSO4溶液的①②③三支試管中，其反應前后溶液質量變化如圖。下列說法正確的是

A．三支試管中均發(fā)生置換反應 B．①試管中加入的是Fe，③試管中加入的是ZnC．反應后③試管中的溶液呈淺綠色 D．三種金屬的活動性順序為③>②>①7．將生銹的鐵釘放入盛有稀鹽酸的密閉容器中，用壓強傳感器測得容器內壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列分析中不正確的是

A．e點表示的溶液是無色的B．ab段表示鐵銹與稀鹽酸反應C．bc段反應的化學方程式為D．cd段壓強變化的主要原因：反應是放熱反應，完全反應后，溫度降低引起壓強變小8．現有體積大小相同的三種金屬X、Y、Z，分別放入三份溶質質量分數相等的足量稀硫酸中，X不發(fā)生反應，Y、Z反應生成氫氣的質量與反應時間的關系如圖所示。X、Y、Z的金屬活動性順序正確的是

A．X>Y>Z B．X>Z>Y C．Y>Z>X D．Z>Y>X9．甲、乙兩燒杯內盛有等質量、等質量分數的鹽酸。將鎂逐漸加入甲燒杯，鐵逐漸加入乙燒杯，測量加入的金屬質量m和相應的燒杯內溶液質量變化量△M，畫出△M-m的示意圖，如圖所示。根據圖中信息，下列說法錯誤的是

A．m1：m2=3:7B．△M1：△M2=11:27C．a表示的是甲燒杯中△M與m的變化關系D．當乙燒杯內加入金屬質量為m1時，溶液中含兩種溶質10．向盛有一定量銅和氧化銅混合物的燒杯中滴加稀鹽酸，邊滴邊攪拌，反應過程中剩余固體的質量與加入稀鹽酸的質量關系如圖所示。下列說法不正確的是

A．M點時，剩余固體是銅和氧化銅B．M、N點時，溶液中的溶質均只有CuCl2C．混合物中銅的質量為（a－b）gD．P點時，溶液的pH小于711．現有質量相等的X、Y、Z三種金屬，分別放入三份溶質質量分數相等的足量稀硫酸中，X不發(fā)生反應，Y、Z反應生成氫氣的質量與反應時間的關系如圖所示，則下列說法正確的是

A．相對原子質量：Y<ZB．完全反應生成氫氣的質量：Y<ZC．X、Y、Z的金屬活動性順序為：Y>Z>XD．完全反應消耗稀硫酸的質量：Z<Y12．為了探究稀硫酸的化學性質，化學興趣小組的同學做了如圖甲所示實驗，觀察到試管①中溶液呈藍色，試管②中有氣泡冒出。實驗結束后，將試管①、②內的物質全部倒入同一燒杯中，充分反應后靜置，現象如圖乙所示。有關圖乙燒杯內的固體和溶液，下列說法正確的是

A．固體中最多有兩種物質B．若固體中有鋁，則溶液中的溶質可能有兩種C．若溶液呈酸性，則溶液中一定含有硫酸銅D．若溶液呈藍色，則固體中可能有兩種物質13．如圖是鐵和其它物質之間的轉化關系。其中“一”表示物質之間能夠發(fā)生反應，“→”表示物質可以轉化。下列說法正確的是

A．變化①發(fā)生的過程中，固體的質量逐漸減少B．變化②發(fā)生后，可通過滴加NaCl溶液判斷原溶液中AgNO3是否有剩余C．變化③可通過細鐵絲在空氣中燃燒實現D．變化④所涉及的反應的化學方程式可能是14．下列有關金屬及其腐蝕性的敘述，正確的是A．鋅比銀活潑，故鋅能置換出氯化銀中的銀B．鋁比鐵的抗腐蝕性好，是因為其表面易形成致密的氧化物保護膜C．鐵生銹需要氧氣和水，與所處的酸堿性條件無關D．銅的化學性質不活潑，故銅器放置在潮濕的空氣中不會被腐蝕15．鐵是生產、生活中應用很廣泛的一種金屬。下列鐵的實驗中，說法合理的是

A．A中細鐵絲燃燒生成了氧化鐵B．B中鐵釘最易生銹的部位是“c”C．C中剛開始無氣泡產生，可能因為稀硫酸與表面的鐵銹先發(fā)生了反應D．D中現象是鐵片的表面析出了紅色的銅16．小麗將未打磨的鋁片和稀硫酸放入密閉容器中，用傳感器探究反應過程中溫度和壓強的變化（如圖所示）。從圖中獲取的信息正確的是

A．0~50s內，主要發(fā)生的是鋁和稀硫酸的反應B．50s時，溶液中溶質只有Al2（SO4）3C．150s時，鋁片和稀硫酸的反應才停止D．100~150s內，壓強減小是因為溫度降低17．取一定量的A、B金屬，分別投入到溶質質量分數相同的等量鹽酸中，生成氫氣的質量與金屬質量的關系如圖。（已知A、B元素在生成物中的化合價相同）下列說法正確的是

A．金屬活動性：A>BB．m1時，產生氫氣的質量：A<BC．兩種金屬原子的相對原子質量：A>BD．m2時，鹽酸均沒有剩余18．走近千年文物，人們發(fā)現青銅器在含有C1ˉ的環(huán)境中易生成CuC1，隨著環(huán)境條件的變化而發(fā)生銹蝕，銹層物質成分示意圖如圖所示。下列敘述錯誤的是

A．銅綠中含有Cu、H、O、C四種元素 B．CuC1與O2、H2O可能發(fā)生復分解反應C．青銅器在銹蝕的過程中銅元素的化合價升高 D．在干燥、無氧的環(huán)境中有利于青銅器的保護19．“對比法”是實驗探究中常用的一種科學方法。下圖是探究鐵生銹條件的實驗，有關現象和結論中，不正確的是

A．①中鐵釘明顯生銹，②③中鐵釘幾乎不生銹B．對比②③可以說明鐵生銹一定要有氧氣參加C．對比①③可以說明鐵生銹一定要有水參加D．保持鐵制品表面清潔干燥可以防止鐵生銹20．實驗室模擬工業(yè)煉鐵的實驗裝置圖如圖所示，下列說法中不正確的是

A．實驗過程中硬質玻璃管內紅色粉末變成黑色B．氣球可以用燃著的酒精燈代替C．實驗過程中要先通入CO，后加熱，目的是防止加熱時玻璃管發(fā)生爆炸D．澄清石灰水用氫氧化鈉溶液代替也能看到同樣的現象且吸收CO2效果更好21．一定質量的稀鹽酸和一小塊未打磨的鋁片反應，產生氣泡的快慢和反應時間的關系如圖，下列猜想正確的有①0~t1階段，可能是鋁表面有層氧化膜②t1~t2階段，鋁和稀鹽酸反應放出熱量③t3時刻，可能是稀鹽酸不足④t1~t3與階段，溶液質量逐漸減小

A．1項 B．2項 C．3項 D．4項22．A、B、C、D是四種金屬單質，能發(fā)生如下反應：A+2HCl=鹽+H2↑；C+2HCl=鹽+H2↑；B+D(NO3)2=B(NO3)2+D；B+HCl→不反應，且相同條件下A比C反應劇烈。則四種金屬的活動性由強到弱的順序是A．A＞C＞D＞B B．B＞