金屬的化學(xué)性質(zhì)【課標(biāo)要求】知道常見的金屬與氧氣的反應(yīng)；能用金屬活動性順序表對有關(guān)的置換反應(yīng)進(jìn)行簡單的判斷，并能解釋日常生活中的一些現(xiàn)象?！竞诵膬?nèi)容】1鎂、鋁、鐵、銅與氧氣的反應(yīng)，鋁制品表面致密氧化膜的形成。通過實(shí)驗(yàn)探究了解金屬活動性順序。2金屬活動性順序 應(yīng)用：判斷金屬與酸、金屬與鹽溶液是否發(fā)生置換反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)事實(shí)及現(xiàn)象，判斷某種未知金屬的活動性。3置換反應(yīng) 能正確判斷某反應(yīng)是否是置換反應(yīng)。 利用置換反應(yīng)的知識解釋日常生活中的有關(guān)化學(xué)問題和現(xiàn)象。【要點(diǎn)精講】1金屬與氧氣的反應(yīng)大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同，Mg、Al等在常溫下就能與氧氣反應(yīng)；Fe、Cu等在常溫時幾乎不與氧氣反應(yīng)，金在高溫是也不與氧氣反應(yīng)。其有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式分別為：2Mg+O22MgO；4Al+3O22Al2O3；3Fe+2O2Fe3O4；2Cu+O22CuO。2金屬的活動性順序（1）記憶法：在記憶金屬活動性順序時，可將其分成如下三組幫助記憶：鉀鈣鈉鎂鋁；鋅鐵錫鉛氫；銅汞銀鉑金。（2）三條規(guī)律：金屬活動性順序表主要反映以下三條規(guī)律：在金屬活動性順序表里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強(qiáng)；排在氫前面的金屬能置換出鹽酸或稀硫酸中的氫，而排在氫后面的金屬則不能；一般排在前面的金屬能把排在后面的金屬從它們的鹽溶液里置換出來。（3）應(yīng)用：判斷金屬的活動性順序；判斷金屬與酸能否發(fā)生置換反應(yīng)；判斷金屬與鹽溶液能否發(fā)生置換反應(yīng)。3置換反應(yīng)：置換反應(yīng)是指由一種單質(zhì)與一種化合物生成另一種單質(zhì)與另一種化合物的反應(yīng)。用字母可簡單表示為：A+BCB+AC。類型：氫氣（或碳）與某些金屬氧化物在加熱條件下發(fā)生的置換反應(yīng)。如：H2+CuOCu+H2O，C+2CuO2Cu+CO2。金屬與酸發(fā)生的置換反應(yīng)。條件：a.金屬必須位于金屬活動性順序表中氫的前面；b.酸一般為鹽酸或稀硫酸（濃硫酸和硝酸因具有較強(qiáng)的氧化性，與金屬反應(yīng)時不生成氫氣，而是生成水）。金屬與某些鹽溶液發(fā)生的置換反應(yīng)。條件：金屬單質(zhì)在金屬活動性順序表中必須排在鹽中的金屬元素的前面。例題解析【例1】（1）實(shí)驗(yàn)室的廢酸液不能直接倒入下水道，是因?yàn)?。（2）工人師傅在切割鋼板時，常用硫酸銅溶液畫線是因?yàn)?（用化學(xué)方程式表示）?！窘馕觥看祟}要求運(yùn)用金屬的化學(xué)性質(zhì)分析生產(chǎn)和生活中的實(shí)際問題。（1）下水管道一般由鐵合金生鐵制成，廢酸液會將其腐蝕。（2）鋼鐵中的鐵能置換出硫酸銅溶液中的銅，使畫線處有明顯的紅色痕跡。答案：（1）會腐蝕金屬管道。 （2）Fe+CuSO4= Cu +FeSO4【例2】金屬鈦（Ti）是航空、宇航、軍工、電子等方面的必需原料。在生產(chǎn)鈦的過程中可用鎂在加熱條件下與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TiCl4+2MgTi+2MgCl2。該反應(yīng)屬于（ ）。 A.化合反應(yīng) B.分解反應(yīng) C.置換反應(yīng) D.復(fù)分解反應(yīng)【解析】化合反應(yīng)是多變一，分解反應(yīng)是一變多，置換反應(yīng)是一換一，復(fù)分解反應(yīng)是兩種化合物生成另外兩種化合物。在TiCl4+2MgTi+2MgCl2中，反應(yīng)物為化合物和單質(zhì)，生成物是單質(zhì)和化合物，符合置換反應(yīng)的條件。 選C【例3】有一著名收藏家收藏的清末鋁制品，至今保存十分完好，經(jīng)歷這么長的時間，該鋁制藝術(shù)品不易銹蝕的重要原因是（ ）。 A.鋁不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng) B.鋁不易氧化 C.鋁的氧化物易發(fā)生還原反應(yīng) D.鋁易氧化，但鋁表面的氧化鋁具有保護(hù)內(nèi)部鋁的作用【解析】鋁制品在空氣中與氧氣反應(yīng)，其表面生成一層致密的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氧化鋁膜，可阻止鋁進(jìn)一步被氧化，防止內(nèi)部鋁的腐蝕。選D【例4】劉穎同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究Fe、Mg、Cu三種金屬的活動性順序時，將有關(guān)反應(yīng)記錄如下：Fe+2HCl=FeCl2+H2（反應(yīng)較緩慢），Mg+2HCl=MgCl2+H2（反應(yīng)較快），F(xiàn)e+CuSO4=FeSO4+Cu，Cu+2HCl不反應(yīng)。（1）從上述反應(yīng)中，你獲取的信息有 ； 。（2）劉穎同學(xué)說，能從實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)鎂比鐵活潑，其依據(jù)是 ；如果補(bǔ)充一個實(shí)驗(yàn)（用化學(xué)方程式表示） ，也能說明鎂比鐵活潑。（3）用金屬活動性順序解釋生活中的一些現(xiàn)象，如：【解析】由所給的反應(yīng)我們可得出如下結(jié)論：金屬活動性順序MgFe（H）Cu。由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很清楚地看出鎂與酸反應(yīng)的速度比鐵快，從而說明鎂比鐵活潑。可由已知的Fe+CuSO4=FeSO4+Cu反應(yīng)類比：用鎂與硫酸亞鐵溶液反應(yīng)置換出鐵，即Mg+FeSO4=MgSO4+Fe來證明。日常生活中的許多經(jīng)驗(yàn)?zāi)茏C明金屬活動性順序，如鐵比銅更容易生銹等。答案（1）金屬活動性順序表中鐵、鎂排在氫前；金屬活動性順序表中銅排在氫后；鐵比銅活潑等。（2）鎂與酸反應(yīng)的速度比鐵快；（3）鐵比銅更容易生銹。【技能訓(xùn)練】一、選擇題1.某同學(xué)用下列化學(xué)方程式表示金屬的有關(guān)化學(xué)性質(zhì)，其中書寫不正確的是（ ） A.4Al+3O22Al2O3 B.Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4 C.2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2 D.Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag2.下面各組金屬只用硫酸亞鐵溶液，就能判斷它們的活動性強(qiáng)弱的是（ ） A.銅和銀 B.銅和鋅 C.鐵和銅 D.鉛和鐵3.下列物質(zhì)中，能與鐵發(fā)生置換反應(yīng)，且不生成氣體的是（ ）。 A.稀硫酸 B.硫酸銅溶液 C.硫酸鋅溶液 D.硫酸鋁溶液4.除去硫酸亞鐵溶液中少量的硫酸銅的方法是（ ） A.加過量鋅粉，再過濾，保留濾液 B.加過量銅粉，再過濾，保留濾液 C.加過量氫氧化鈉溶液，再過濾，保留濾液 D.加過量鐵粉，再過濾，保留濾液5.在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)有少量金屬析出，過濾后向?yàn)V液中滴加稀鹽酸，有白色沉淀生成，則析出的少量金屬是（ ） A.Fe和Cu B.Cu和Ag C.Ag D.Cu6.已知三種二價金屬的活動性強(qiáng)弱順序?yàn)閄YZ，某同學(xué)設(shè)計完成了如下實(shí)驗(yàn)，請你從理論上分析肯定不成功的實(shí)驗(yàn)是（ ） A.實(shí)驗(yàn)一：X+YSO4XSO4+Y B.實(shí)驗(yàn)二：Z+YSO4ZSO4+YC.實(shí)驗(yàn)三：X+H2SO4（?。SO4+H2 D.實(shí)驗(yàn)四：Z+H2SO4（稀）不反應(yīng) 7.如圖所示，在杠桿的兩端分別掛著質(zhì)量相同的銅球和鋅球，這時杠桿平衡。然后將兩球分別浸沒在稀H2SO4和CuSO4溶液中片刻，下列說法中正確的是（ ）A.只有左邊燒杯中溶液的質(zhì)量增加 B.只有右邊燒杯中溶液的質(zhì)量增加C.兩邊燒杯中溶液的質(zhì)量都增加D.將球從燒杯中取出后，杠桿仍然保持平衡狀態(tài) 8.兩種金屬粉末混合物共30g，加入足量的鹽酸中充分反應(yīng)制得2g H2，則混合物的組成可能是（ ） A.Ag、Cu B.Fe、Zn C.Fe、Al D.Mg、Al二、填空題9.常見金屬活動性順序的應(yīng)用：（1）金屬分別和鹽酸、稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)的條件 。（2）在金屬活動性順序中，位于 的金屬能把位于 的金屬從它們的鹽 里置換出來。10.鎂、鐵在日常生活中都有較廣泛的用途，如：（1）鎂在空氣中燃燒時，能發(fā)出耀眼的白光，可用來制造鎂閃光燈，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 （2）市場上出售的補(bǔ)血麥片中常含有微量顆粒細(xì)小的還原性鐵粉，鐵粉與人體胃液中的鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化成為亞鐵鹽，起到補(bǔ)鐵補(bǔ)血的作用。寫出這個反應(yīng)的化學(xué)方程式 。11.根據(jù)下列化合物與單質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系（如圖），回答：化合物甲單質(zhì)Y化合物乙單質(zhì)X （1）若乙的溶液為淺綠色，Y是紅色固體，則X是 。（2）在常溫下若乙是氣體，則X是 。（3）在常溫下若甲是固體，乙為無色液體，則X是 。12.鈦（Ti）是一種重要的航天金屬材料。某學(xué)習(xí)小組對三種金屬Ti、Al、Cu的金屬活動性順序進(jìn)行探究。過程如下：提出假設(shè)：a.Ti金屬活動性比Al強(qiáng)，b、Al金屬活動性比Cu強(qiáng)。查閱資料：金屬鈦能與鹽酸反應(yīng)。設(shè)計實(shí)驗(yàn)：同溫下，取大小相同的這三種金屬薄片，分別投入等體積等濃度的足量稀鹽酸中反應(yīng)，觀察現(xiàn)象。操作分析：三種金屬加入鹽酸前都先用砂布將表面擦光亮，其目的是 。 A除去氧化膜，有利于直接接觸反應(yīng) B使表面光亮，易觀察現(xiàn)象 C使參加反應(yīng)金屬的溫度相同，容易反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象見下表：金 屬TiAlCu與鹽酸反應(yīng)反應(yīng)緩慢反應(yīng)劇烈無明顯現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）原假設(shè)中 （填“a”、“b”或“a、b”）不正確。（2）三種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?。結(jié)論應(yīng)用：能否用鋁制容器來盛裝波爾多液（含硫酸銅） （填“能”或“否”） ，理由是 。拓展提高13.下列數(shù)據(jù)是某溫度下，金屬鎂和鎳（Ni）分別在氧氣中進(jìn)行反應(yīng)時，在金屬表面生成氧化物膜的實(shí)驗(yàn)記錄：反應(yīng)時間/min1491625MgO層厚/nm0.05a0.20a0.45a0.80a1.25aNiO層厚/nmb2b3b4b5b注：a和b均與溫度有關(guān)的常數(shù)。請回答：Mg與Ni比較，哪一種更易氧化？理由是什么？