中考化学总复习第13讲金属的化学性质.docx
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中考化学总复习第13讲金属的化学性质
第13讲 金属的化学性质
考纲导航
1.认识常见金属的主要化学性质。
2.知道可用铁矿石炼铁。
3.能用金属活动顺序对有关的置换反应进行简单的判断,并能利用金属活动顺序解释
一些与日常生活有关的化学问题。
4.实验探究铁制品锈蚀的条件。
教材链接:
九年级下册第八单元
一、金属的化学性质
化学性质
反应的化学方程式
反应类型
与氧气反应
镁条燃烧
铝抗腐蚀
铁丝燃烧
活泼金属与酸反应
Fe与HCl
Zn与HCl
Mg与H2SO4
与盐反应
Fe与CuSO4
Cu与AgNO3
Al与CuSO4
二、金属活动性顺序表及其应用
1.金属活动性顺序表。
顺序:
K、Ca、Na、____、Al、____、____Sn、Pb(H)、____、Hg、____、Pt、Au(金属活动性逐渐______)。
2.金属活动性顺序表的含义。
(1)金属位置越靠前,其活动性__________。
(2)位于______前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的______。
(3)________的金属能把位于________的金属从它们的盐溶液中置换出来(除K、Ca、Na)。
拓展:
金属的活动性越强,在酸溶液中越容易发生置换反应,与酸反应生成氢气的速率越快。
②不同金属与盐溶液发生置换反应时,活动性________(填“强”或“弱”)的金属先与盐反应。
③同一金属与不同的盐溶液反应时,该金属先置换出活动性________(填“较强”或“较弱”)的金属。
三、工业炼铁的原理
1.主要原料。
工业炼铁的主要原料为________、________、________。
常见的铁矿石:
赤铁矿(主要成分________)、磁铁矿(主要成分________)、黄铁矿(主要成分________)。
2.原理。
利用________在高温下将铁矿石中的________还原出来。
3.现象。
(1)玻璃管内的粉末由______色逐渐变为______色。
(2)洗气瓶中的澄清石灰水变________,证明有________生成。
4.注意事项。
实验开始时要先通入再加热,实验结束时,应先停止,继续通CO至冷却到室温为止;同时注意实验时应进行处理。
【基础自测】
1.在学习金属的化学性质时,老师给大家演示了如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.铜片表面始终没有明显变化
B.一段时间后溶液由无色变为浅绿色
C.反应后溶液中一定有硝酸铜,可能有硝酸银
D.通过实验现象推测银和硫酸铜溶液也可以反应
2.相同质量的镁、铝、锌分别与相同质量20%的盐酸充分反应,产生氢气质量(直接用各金属表示)大小关系有以下几种猜测:
①Mg>Al>Zn;②Al>Mg>Zn;③Al=Mg=Zn;④Al=Mg>Zn;⑤Al=Zn>Mg;⑥Al>Mg=Zn.其中合理的个数为( )
A.5个B.4个C.3个D.2个
3.现有X、Y、Z三种金属,将X、Y、Z分别投入稀硫酸中,只有Y表面有气泡放出,X和Z无变化,将X放入Z的硝酸盐溶液中,X表面无变化,则X、Y、Z三种金属活动性由强到弱的顺序是( )
A.X>Y>ZB.Y>X>ZC.Z>X>YD.Y>Z>X
4.将一定质量的铝和铁的粉末放入硝酸镁和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,所得溶液质量与反应前溶液质量相比 (填“变大”、“变小”或“不变”),滤液中一定含有的阳离子 (写离子符号);向滤渣中加入稀盐酸,如果有气泡产生,滤渣中一定有 .
考点1 金属的化学性质和金属活动性
【方法点拨】
1.金属与酸能发生反应的重要条件是金属必须排在金属活动性顺序中氢的前面。
2.金属与盐能发生反应的条件:
(1)必须是活泼金属置换不活泼金属。
(2)盐必须可溶。
(3)不包括K、Ca、Na等极活泼金属。
[例1]金属在日常生活中有着广泛的用途,常见金属的活动性顺序如图:
请回答下面问题:
(1)金属活动性顺序表中的X是 元素.
(2)把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中,过了一会儿,观察到的现象有 ,该反应的化学方程式为 .
(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,溶液质量随反应时间的变化情况如图所示,图中B点溶液中含有的溶质有 .
解析:
(1)根据常见的金属的活动性大小顺序分析缺少的金属即可:
金属活动性顺序为:
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au.
(2)在金属活动性花顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来.(3)根据金属与盐溶液的反应进行分析,在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,且置换时先把最弱的金属置换出来.
答案:
(1)Hg;
(2)铝丝上附着红色固体,溶液蓝色变浅,2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3.(3)Cu(NO3)2、Zn(NO3)2.
【考点集训】
1.将铜丝插入下列溶液中,有明显现象的是( )
A.HCl溶液B.AgNO3溶液C.MgSO4溶液D.Ba(OH)2溶液
2.人类的生产生活离不开金属.
(1)在地壳里含量居第二位的金属元素是 .
(2)下列铜制品的用途中,利用金属导电性的是 (填字母).
A.铜火锅
B.铜导线
C.铜钟
D.铜钱
(3)下列三种金属被发现、使用的先后顺序依次为:
铜、铁、铝.金属大规模被使用的先后顺序跟 (填字母)关系最大.
A.地壳中金属元素的含量 B.金属的导电性 C.金属的活动性.
3.利用如图装置可做CO还原Fe2O3,的实验,并检验该反应生成的气体产物.已知由A装置制取的CO气体中混有少量的CO2.
(1)CO与Fe2O3反应的化学方程式为 .
(2)气体通过装置的顺序是A→ (装置不能重复使用).
(3)从环保角度考虑,对以上装置的改进措施是 .
考点2 铁的冶炼
【方法点拨】
实验开始时要先通入一氧化碳再加热,以排净玻璃管中的空气,以免加热时发生爆炸;实验结束时,应先停止加热,继续通CO至冷却到室温为止,防止高温下生成的铁被氧化;由于CO有毒,直接排放会污染空气,应进行尾气处理。
[例2]实验室模拟炼铁的实验装置如图所示,赤铁矿的主要成分是氧化铁.试回答下列问题:
(1)实验中看到的实验现象为:
玻璃管中的粉末 .
(2)玻璃管中反应的化学方程式为 .
(3)加热氧化铁之前,先通一会儿一氧化碳的作用是 ,当反应完全后剩余固体需在CO的保护下冷却其原因是 .
(4)图中酒精灯的作用是 .
(5)若在模拟实验中通入的气体是H2或CO中的一种,怎样证明通入的气体是CO .
解析:
(1)赤铁矿石红色粉末,在高温的条件下被一氧化碳还原为铁,颜色变为黑色;
(2)在高温加热的条件下,一氧化碳能将氧化铁还原为铁,同时生成二氧化碳,反应的化学方程式为Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2;(3)CO具有可燃性,与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸,因此应先通CO排尽玻璃管中的空气,然后再点燃加热氧化铁的酒精灯.当反应完全后剩余固体需在CO的保护下冷却其原因是防止铁被重新氧化,防止温度降低压强减小,而导致液体倒吸,造成玻璃管炸裂;(4)一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,该实验设计装置酒精灯的目的是燃烧未反应的一氧化碳,防止污染空气.(5)一氧化碳在高温下还原氧化铁生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,而氢气的生成物是水.
答案:
(1)红色逐渐变成黑色;
(2)Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2;
(3)排尽玻璃管中的空气,防止发生爆炸;防止铁被重新氧化,防止温度降低压强减小,而导致液体倒吸,造成玻璃管炸裂;(4)除去有毒的一氧化碳气体;(5)若澄清的石灰水变浑浊,则证明通入的是CO.
【考点集训】
4.炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁,主要反应过程如图所示:
请根据上图和所学知识判断下列说法错误的是( )
A.生铁属于混合物
B.反应过程①是置换反应,②③中属于化合反应
C.工业炼铁的设备是高炉
D.原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
5.实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验.请回答:
(1)主要成分为氧化铁的矿石名称为 ;图中还原氧化铁的化学方程式为:
。
(2)“加热”和“通气”(通入CO)的操作顺序是 .
6.
(1)空气通过进风口与原料中的焦炭充分反应,其化学方程式为 .
(2)由
(1)中产生的气体与炽热的焦炭会继续反应,其化学方程式为 .
(3)生成生铁的主要反应为Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2,该反应中发生氧化反应的物质是 (填序号).
A.Fe2O3B.COC.FeD.CO2
(4)高炉气体的主要成分为N2、CO、CO2,如果将高炉气体通入足量的NaOH溶液中,发生反应的化学方程式为
.
考点3 铁生锈的实验探究
实验目的:
通过对比实验,探究影响铁生锈的因素。
实验猜想:
铁生锈是氧气和水的共同作用的结果。
方案设计:
设置三组对照实验,分别为:
(1)铁同时与氧气和水接触;
(2)铁只与水接触;
(3)铁只与氧气接触。
【方法点拨】
铁生锈的实验探究要考虑铁生锈的条件:
铁既与水接触,又与氧气接触。
[例3]如图是某校初三
(二)班阳光小组的同学们设计的探究铁制品锈蚀条件下的实验装置图,请你一起参与探究,并回答相关问题.
(1)在实验室静置一周后,A、B试管中分别观察到的现象是 .
(2)智慧小组的同学们认为阳光小组设计的方案不严谨,你认为需要对此实验进行的改造是 .改进实验后,探究得出铁制品锈蚀的条件是 .
(3)实验后同学们将实验中铁钉表面的铁锈除去,并对铁钉做了防锈处理,他们的具体做法是 .
解析:
(1)一段时间观察试管A中的铁钉明显锈蚀,A试管中即提供了空气,也提供了水,B试管中植物油隔绝了氧气,在实验室静置一周后,A、B试管中分别观察到的现象是A试管中的铁钉表面出现红色的铁锈(或红色的物质),B试管中的铁钉表面无明显变化;
(2)智慧小组的同学们认为阳光小组设计的方案不严谨,你认为需要对此实验进行的改造是增加一个干燥的试管,将光亮的铁钉放入其中,用橡胶塞将试管口塞紧,与A、B试管同时放在实验室中,静置同样长的时间.铁与氧气、水同时接触.(3)除锈方法可考虑用稀盐酸或稀硫酸发生化学反应除去,也可考虑用砂纸打磨除去.防锈方法只要从防止铁制品与水接触或与氧气接触两个角度写即可.如:
制成合金;在铁制品表面涂油、刷油漆、烧制搪瓷、喷塑;在铁制品表面电镀、热镀一层其它金属(如锌、锡等);用化学方法使铁制品表面生成一层致密而稳定的氧化膜等.
答案:
(1)A试管中的铁钉表面出现红色的铁锈(或红色的物质),B试管中的铁钉表面无明显变化.
(2)增加一个干燥的试管,将光亮的铁钉放入其中,用橡胶塞将试管口塞紧,与A、B试管同时放在实验室中,静置同样长的时间.铁与氧气、水同时接触.(3)在铁制品表面涂油、刷油漆、烧制搪瓷、喷塑.
【考点集训】
7.为了减缓铁制品的锈蚀,下列做法不当的是( )
A.在车船的表面喷涂油漆B.将使用后的菜刀用布擦干
C.洗净铁制品表面的油膜D.在铁制品表面镀上一层锌
8.铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的 同时发生化学反应的过程;防止自行车的链条生锈的方法有 (写出一条即可).
9.小乐发现切过咸菜的铁质菜刀很容易生锈,她猜测可能是咸菜中的盐水加快了铁的锈蚀,于是它设计了如图所示的实验:
(1)在答题卡中画出B试管中还需加入的物质并注明名称;
(2)一段时间后,若在实验中观察到 (填实验现象),则可证明盐水能加快铁的锈蚀;
(3)日常生活中,人们采取多种方法来防止铁生锈,比如在铁片外面镀覆一层锌,制成镀锌铁皮,小乐为了测定某镀锌铁皮的锌镀层厚度,设计了如下实验:
根据相关信息判断下列说法错误的是 .
A.镀锌铁皮属于金属材料中的合金
B.镀锌铁皮不易生锈的原因之一是使铁与空气隔绝
C.在操作Ⅱ中,锌镀层完全反应的标志是盐酸和镀锌铁皮的反应速率突然减小
D.在操作Ⅳ中,剩余样品的质量是镀锌铁皮内铁皮的质量
(4)若要计算得到锌镀层厚度,还需知道的物理量是 .
易错辨析
1.可由金属与盐酸发生置换反应制得的物质是( )。
A.CuCl2B.FeCl3C.AgClD.AlCl3
解析:
铜和银都不能与盐酸发生置换反应,所以A、C项错误;铁与盐酸发生置换反应生成FeCl2,B项也错误。
答案:
D
[错因分析]铁虽然可以和酸发生转换反应,但它与酸反应生成的是亚铁盐。
2.向氧化铜和铁的混合物中,加入一定量的稀硫酸,并微热,当反应停止后,滤出不溶物,并向溶液中插入一铁钉,片刻取出铁钉,发现铁钉并无任何变化,根据上述现象,确定下列结论正确的是( )。
A.不溶物一定是CuB.不溶物一定是Fe
C.不溶物一定含有Cu,但不一定含有FeD.溶液中一定含有FeSO4,但不一定含有CuSO4
解析:
CuO和硫酸反应生成水和CuSO4,Fe和硫酸反应生成H2和FeSO4,此外,Fe还与生成的CuSO4反应,生成FeSO4和Cu;加入铁钉无变化,说明滤液中不存在CuSO4和硫酸,CuSO4中的铜元素全部被置换出来,故不溶物中一定含有Cu,可能含有Fe。
答案:
C
[错因分析]几种物质的混合物与另一种物质反应,不仅要考虑各物质相互间的作用,还要考虑与生成物之间是否会发生反应。
【课后作业】
1.在Cu(NO3)2、AgNO3混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中滴加稀硫酸时无气泡产生,下列说法正确的是( )
A.滤渣中一定有Ag和CuB.滤渣中一定有Ag
C.滤液中一定有Cu(NO3)2D.滤液中一定没有AgNO3
2.某校研究性学习小组的同学为了对Cu﹣Zn合金、Fe﹣Cu合金、Fe﹣Zn合金、Fe﹣Al合金进行研究,他们取其中一种合金的粉末5.6g,与足量的稀硫酸充分反应,经测定,产生了0.38g气体.则该合金可能是( )
A.Cu﹣Zn合金B.Fe﹣Cu合金C.Fe﹣Zn合金D.Fe﹣Al合金
3.有A,B两种金属放入等质量分数的稀硫酸中,生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示,下列结论合理的是( )
A.金属活动性A>BB.生成氢气的质量A>B
C.反应的硫酸质量A<BD.反应的金属质量A<B
4.将甲、乙两种金属片分别放入硫酸铜溶液中,甲表面析出金属铜,乙没有明显现象。
据此判断,三种金属的金属活动性顺序是( )。
A.甲>铜>乙B.乙>铜>甲
C.铜>甲>乙D.甲>乙>铜
5.将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中,充分反应后过滤,将所得滤渣放入稀盐酸中,有气泡产生,下列说法错误的是( )
A.滤液中最多含有两种溶质
B.滤液中一定含有Zn(NO3)2,可能含有Fe(NO3)2
C.滤渣里一定含有Fe和Ag,可能含有Zn
D.若反应后所得滤液呈无色,则滤渣中一定含有Fe和Ag,一定没有Zn
6.根据如图部分金属的活动性顺序回答:
(1)如图金属中活动性最强的是 ;
(2)按年代最早被广泛使用的金属是 ;
(3)已知:
①X+H2SO4═XS04+H2↑;②Y+2ZNO3═Y(NO3)2+2Z;③Y与稀硫酸不反应:
则符合要求的X、Y、Z分别是 (填字母序号).
A.Cu、Hg、AgB.Fe、Cu、AgC.Mg、Zn、Fe.
7.观察与比较是化学学习和研究中经常使用的方法.请结合下列实验,回答问题.
(1)甲图实验中,装 的注射器内的物质更容易被压缩.
(2)乙图实验的目的是探究铁生锈时是否需要 .
8.金属材料的研究和应用是化学学习的一个重要内容.
(1)利用铝的 性可将铝块制成铝箔.
(2)工业上用一氧化碳还原赤铁矿冶炼金属铁的化学方程式为 .
(3)因生铁和钢的 不同,导致它们在性能上有很大差异.
(4)验证铝、铜、银的活动性顺序时,除铝、银外还需要用到的一种试剂是 ,除此之外,还可以通过它们与氧气反应的 比较它们的活泼性.
9.将一定量的锌粉加入到硝酸亚铁、硝酸银的混合溶液中,溶液最终变为无色.下列图象能表示对应变化关系的是( )
A.
B.
C.
D.
10.婷婷与李玉同学帮助实验老师整理化学药品室时,发现分別放在两个试剂瓶中的两片用砂纸磨得光亮的银白色金属,未贴标签.实验老师只知道X、Y是银和铁,因此,两位同学对这两种金属的活动性顺序进行实验探究.
(1)进行猜想:
①婷婷同学猜想:
金属X较活泼.
②李玉同学猜想:
金厲Y较活泼.
(2)设计实验方案进行实验,完成如下实验报告,并回答后续有关问题.
实验步骤
实验现象
实验结论
金属Y表面无明显变化,金属X的表面有气泡冒出.
李玉同学的猜想:
(填“正确”或“不正确”)
将燃着的木条放在装金属X的试管口
反应产生的气体为 (填化学式)
(3)根据实验结果说明Y就是 .实物室急需一定量的Y粉末,李玉问学认为可用现有的X金属粉末和Y的盐溶液、蒸馏水等药品,配以必要的仪器来制得急需的Y粉末,原因是(用反应的化学方程式表示) .
(4)实验老师经实验分折得知制Y粉末中含有未反应完的X粉末,若用物理方法将杂质X粉末除去,则可用 ;若用化学方法将杂质X粉末除去,两个同学经讨论、交流,一致认为可选用的除杂试剂是 .
11.金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”,钛的硬度大、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀,是航海、化工、医疗上不可缺少的材料.钛铁矿(主要成分FeTiO3)是工业上冶炼金属钛的主要原料,制备金属钛的一种工艺流程如图所示(部分产物略).
(1)X为可燃性氧化物,步骤①反应的化学方程式为 .
(2)步骤②分离出TiCl4的方法,是利用了TiCl4与FeCl3的 不同.
(3)步骤④的化学方程式为 ,该反应说明Mg与Ti的金属活动性强弱关系为:
Ti Mg(填“<”、“>”或“=”).
(4)用上述冶炼方法得到的金属钛中会混有少量金属镁,由金属钛的性质可知,除去这种杂质可以用 (填试剂名称).
(5)上述工艺具有成本低、可以用低品位的矿物为原料等优点,但依据绿色低碳理念,你认为该流程中存在的不足之处是 .
12.为探究铁生锈的条件,某化学社团设计了如下实验:
取3段光亮无锈的细铁丝,绕成螺旋状,放入3支干燥洁净的试管底部,装置如图所示.经过足够长时间的观察,发现实验①②无明显现象,实验③中铁丝生锈,且试管内空气体积减小.请回答下列问题:
(1)铁生锈实际上是铁与空气中的 (填名称)发生反应的结果.
(2)当铁丝足量,时间足够长,实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的 .
(3)该实验设计的创新之处在于:
可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况.
第13讲 答案
[自主梳理]
一、
反应的化学方程式
反应类型
2Mg+O2
2MgO
化合
4Al+3O2===2Al2O3
化合
3Fe+2O2
Fe3O4
化合
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
置换
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
置换
Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
置换
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
置换
Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag
置换
2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu
置换
二、1.Mg Zn Fe Cu Ag 减弱
2.
(1)越强
(2)氢 氢
(3)前面 后面
拓展:
②强 ③较弱
三、1.铁矿石 焦炭 石灰石 Fe2O3 Fe3O4 FeS2
2.CO Fe
3.
(1)红 黑
(2)浑浊 CO2
4.CO,加热,尾气。
[基础自测]
1.C
2.C解析:
每24份质量的镁会与73份质量的盐酸反应生成2份质量的氢气,镁54份质量的铝和219份质量的盐酸反应生成6份质量的氢气,每65份质量锌和73份质量的盐酸反应生成2份质量的氢气,假设金属的质量都是24g,等质量的金属消耗盐酸的质量分别是:
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,
2473
24g73g
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
54219
24g97.3g
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
6573
24g27g
令三种金属质量均为24g,则
当盐酸质量m>73g时,生成氢气的质量:
Al>Mg>Zn;
当盐酸质量27g<m≤73g时,生成氢气质量:
Al=Mg>Zn;
当盐酸质量m≤27g时,生成氢气质量:
Al=Mg=Zn
所以,②③④这3个猜测合理,即答案选C.
3.D解析:
由于三种金属只有金属Y可以和稀硫酸反应生成气体,说明金属Y的化学性质最活泼;把X投入到Z的硝酸盐溶液中,X表面无变化,说明X的金属活动性比Z弱,故三种金属的活动性强弱关系是Y>Z>X。
4.变少;Mg2+、Al3+,银、铁.
【考点集训】
1.B
2.
(1)铁;
(2)B;(3)C.
3.①Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2;②C→D→B;
③在B装置后增加尾气处理装置.
4.B
5.
(1)赤铁矿;3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2;
(2)故答案为:
通气、加热.
6.
(1)O2+C
CO2;
(2)CO2+C
2CO;
(3)B;(4)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.
7.B
8.氧气和水;用油擦拭铁表面
9.
(1)
(2)U型管中红墨水液面左边低,右边高;
(3)镀锌铁皮的面积与金属锌的密度.
【课后作业】
1.B 2.D 3.B 4.A
5.D 解析:
在金属活动性顺序中,锌>铁>银,锌能与硝酸银反应生成硝酸锌和银,铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,锌能与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,因此:
A、向滤渣中加入盐酸,有气泡产生,说明滤渣中一定有铁,而硝酸银完全反应,则滤液中最多含有两种溶质,故A正确;B、滤液中一定含有Zn(NO3)2,可能含有Fe(NO3)2,故B正确;C、根据以上分析,滤渣中一定含有银、铁,可能含有锌,故C正确;D、若反应后所得滤液呈无色,则滤渣中一定含有Fe和Ag,可能含有Zn,故D错误
6.
(1)Mg;
(2)Cu;(3)B
7.
(1)空气;
(2)氧气
8.
(1)延展
(2)3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2;
(3)含碳量 (4)硫酸铜溶液(或其他可溶性的铜盐溶液),剧烈程度
9.D解析:
将一定量
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