2021年春鲁教版化学中考第一轮复习课件 第9单元(1) 金属
展开(3)常见金属与氧气的反应
4Al+3O2====2Al2O3
2Mg+O2 2MgO
3Fe+2O2 Fe3O4
2Cu+O2 2CuO
发出耀眼的白光,放出大
剧烈燃烧,火星四射,放出
大量的热,生成黑色固体
2 金属与稀盐酸、稀硫酸的反应(1)通式:金属+酸―→盐+氢气(2)反应发生的条件:金属的活动性必须排在_____之前。(3)镁、锌、铁、铜分别与酸反应的现象及化学方程式。
Mg+2HCl====MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4====MgSO4+H2↑
Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑
Fe+2HCl====FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑
(4)反应特征:①活泼金属与酸反应都产生气泡,放出热量。②大多数溶液的颜色不发生变化,但铁反应后生成+2价的Fe2+,溶液由无色变为浅绿色。③金属与酸反应后,溶液质量均增加。
3 金属与盐溶液的反应(1)通式:金属+盐→新盐+新金属(2)反应发生的条件(可简记为 “前置后,盐可溶”):①必须是活动性强的金属置换出活动性弱的金属盐溶液中的金属。②反应中盐必须可溶于水。
(3)常见金属与盐溶液的反应①现象
②写出上表发生反应的化学方程式。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Zn+CuSO4====Cu+ZnSO,Zn+2AgNO3====Zn(NO3)2+2AgFe+CuSO4====Cu+FeSO4Fe+2AgNO3====Fe(NO3)2+2AgCu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag
【典例1】金属锰与氯化亚铁溶液可发生如下反应:Mn+FeCl2==== MnCl2+Fe,下列说法错误的是( )A.该反应属于置换反应B.锰的金属活动性比铁强C.锰能置换出盐酸中的氢D.反应前后元素化合价都不变
【典例2】化学是一门研究物质的科学,我们一般从物质的存在、性质、制备、用途等方面研究一种物质或一类物质。以金属为例,请你参与其中回答相关问题。探究金属性质:金属原子容易失去最外层电子,化学性质活泼。图1为探究金属化学性质的实验,图2是金属化学性质网络图。
(1)图1甲中反应现象是__________________________________________________,丙中反应的化学方程式为_______________________。(2)图1只有乙中不反应,能得出三种金属活动性及它们和氢元素的位置关系,由强到弱的顺序是________________(填元素符号)。(3)依据图1完成金属性质网络,图2中的A属于_____(填物质类别)。
Fe+CuSO4====Cu+FeSO4
剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体物质、放出
金属的活动性顺序及其应用
1 常见金属的活动性由强到弱的顺序K Ca Na Mg _____ Zn _____ Sn Pb (H) _____ Hg Ag Pt Au2 金属活动性顺序表示的意义(1)金属的位置越靠前,它的活动性就越_____。(2)位于_____前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的_____。(3)位于_______的金属能把_______的金属从它们的盐溶液里置换出来。3 置换反应:一种单质与另一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应叫作置换反应。
4 金属活动性的重要应用(1)判断某些置换反应能否发生。①判断金属与酸能否反应。②判断金属与盐溶液能否反应。(2)解决一些除杂问题。
(3)根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分。①将一种活动性强的金属加入两种活动性弱的金属盐溶液中,如Fe加入Cu(NO3)2、AgNO3溶液中,Fe先与_______反应,待_______反应完全再与__________反应。口诀:同金换多盐,顺序正相反。②将两种活动性强的金属加入一种活动性弱的金属盐溶液中,如Zn、Fe加入Cu(NO3)2溶液中,_____先与 Cu(NO3)2反应,待_____反应完全,_____再与Cu(NO3)2反应。口诀:多金换同盐,谁强谁先走。
(4)根据金属活动性顺序判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属的活动性顺序。(5)利用金属活动性顺序研究金属冶炼的历史:金属活动性弱,冶炼历史悠久。5 金属活动性顺序的探究(详见重点实验探究栏目)
2.能力突破Ⅰ.m(H2)-t曲线(1)等质量金属与足量的酸反应(如图1)酸是足量的,说明金属完全反应,所以最终生成氢气的质量要依据金属的质量来计算。
(2)足量的金属与等量的酸反应(如图2)金属是足量的,说明酸完全反应,最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算,所以最终生成氢气的质量相等。
(3)分析两种曲线可解决的问题①生成氢气的质量大小的判断图1、图2:曲线的拐点越高,生成氢气的质量越大。②金属活动性顺序的判断图1、图2:反应物的曲线越陡,金属越活泼。③反应消耗金属的质量大小的判断(注意:氢气中的H全部来自酸)图1:金属质量相等,且完全反应,因此消耗金属的质量相等。图2:根据金属与氢气在化学方程式中的质量关系判断消耗金属的质量。
④反应消耗酸的质量大小的判断图1:曲线的拐点越高,生成氢气的质量越大,消耗酸的质量越大。图2:酸的质量相等且溶质质量分数相同,生成氢气的质量相等,则消耗酸的质量相等。⑤金属的相对原子质量大小的判断图1:当金属在化合物中化合价相同时,曲线的拐点越高,生成氢气的质量越大,金属的相对原子质量越小。当金属元素在化合物中化合价不相同时,可通过公式计算:m(氢气)= ×金属元素在化合物中的化合价。图2:一般不设此问题。
⑥反应后溶液的质量大小的判断反应后溶液的质量=消耗金属的质量+原溶液的质量-生成氢气的质量。图1:消耗金属的质量相等,原溶液的质量相等,生成氢气的质量越大,反应后溶液的质量越小。图2:原溶液的质量相等,生成氢气的质量相等,消耗金属的质量越大,反应后溶液的质量越大。
Ⅱ.m(H2)-m(酸/金属)曲线(1)氢气质量随酸的质量变化曲线(如图1)(2)氢气质量随金属的质量变化曲线(如图2)
由图1反映出①酸的质量≤m时,它们产生氢气的质量关系:Al=Mg=Fe=Zn。②最终产生氢气质量关系:Al>Mg>Fe>Zn。由图2反映出:①O~m1阶段,酸过量,产生氢气的质量由金属决定。对于Mg、Fe、Zn三种金属,生成等质量的氢气,金属的相对原子质量越小,消耗金属越少(有铝时,铝最少)。②m2之后,金属足量,酸不足,产生氢气的质量由酸决定。
向等质量的锌粉和铁粉中分别加入足量稀硫酸,下列图像描述正确的是( )
(2019·济宁)相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属,分别与足量的、质量相同、质量分数相同的稀H2SO4充分反应,生成氢气与消耗稀H2SO4的质量关系如图所示。分析图像所得的结论中,不正确的是( )A.三种金属的活动性顺序:Mg>Fe>ZnB.三种金属的相对原子质量:Mg
2.(2020·济宁)在两只烧杯中分别放入相同质量的镁、锌两种金属,然后向两只烧杯中分别倒入相同质量、相同质量分数的稀硫酸,反应产生氢气的质量与消耗硫酸的质量关系如图。综合以上信息得到以下结论合理的是( )A.从图像可以看出,金属镁比金属锌的活动性强B.若两种金属都有剩余,二者得到的氢气质量相同C.若硫酸有剩余,二者得到氢气的质量相同D.若两种金属完全溶解,二者消耗硫酸的质量相同
3.Mg、Al、Zn、Fe与稀盐酸或稀硫酸之间的反应规律及图像正确的是( )
A.等质量的Mg、Al、Zn、Fe与足量的酸反应,氢气质量与反应时间的关系图像B.等质量的Mg、Al、Zn、Fe与足量的酸反应,氢气质量与酸溶液体积的关系图像C.足量的Mg、Al、Zn、Fe与等量的酸反应,氢气质量与反应时间的关系图像D.足量的Mg、Al、Zn、Fe与等量的酸反应,氢气质量与金属质量的关系图像
反应后滤液、滤渣成分分析
2.能力突破(1)解题思路第1步:判断反应能否发生:“前置后原则”即位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。第2步:判断反应发生的先后顺序:“远距离先置换”即金属活动性相差越大(或位置距离越远),反应越先发生。
第3步:判断反应后滤液和滤渣的成分①滤液中一定存在活动性最强的金属离子;②滤渣中一定存在活动性最弱的金属单质;③常考隐含条件a.向滤渣中加入稀酸有气泡产生,说明滤渣中含有位于氢前的金属;b.溶液的特殊颜色:蓝色→含有Cu2+,浅绿色→含有Fe2+。c.滤液中加入稀盐酸产生白色沉淀,说明滤液中含有Ag+。
(2)类型突破①金属与混合盐溶液的反应[以Fe与AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液反应为例]先发生的反应是Fe+2AgNO3====Fe(NO3)2+2Ag; 后发生的反应是Fe+Cu(NO3)2====Cu+Fe(NO3)2。
②混合金属与盐溶液的反应(以AgNO3溶液与Fe和Cu的混合反应为例)先发生的反应是Fe+2AgNO3====Fe(NO3)2+2Ag; 后发生的反应是Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag;
(2018·枣庄)某兴趣小组进行实验探究,向盛有硝酸亚铁和硝酸银混合液的烧杯中加入一定量的锌粉,反应停止后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生下列说法正确的是( )A.滤液中一定含有Zn2+和Fe2+,一定没有Ag+B.滤液中一定含有Zn2+,一定没有Fe2+和Ag+C.滤渣中一定含有银,可能含有锌和铁D.滤渣中一定含有银和铁,可能含有锌
③依据题目条件“加入稀盐酸,有气泡产生”,进行分析得出结论。
4.(2012·枣庄)将一定质量铜锌合金的粉末加入一定质量的硝酸银溶液中,充分反应后过滤,向滤渣中滴加少量的稀盐酸,无气泡产生。下列相关判断中,正确的是( )A.滤液中的溶质一定含有硝酸铜B.滤液中的溶质一定不含硝酸银C.滤渣中一定含银D.滤渣中一定含铜
5.(2019·枣庄名校模拟)某溶液仅含有AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质,某校课外活动小组的同学将溶液分为A、B、C三份,各加入一定量的铁粉,充分反应后过滤、洗涤,分别得到滤渣和滤液。(1)若将A得到的滤渣加入稀盐酸中有气泡产生,则其滤液中的溶质是_________。(2)若将B得到的滤渣加入稀盐酸中没有气泡产生,则其滤渣中一定有______。(3)若将C得到的滤液加入稀盐酸,有白色沉淀生成,则此滤液中含有的溶质是___________________________。
Cu(NO3)2、AgNO3、Fe(NO3)2
核心素养:科学探究与创新意识——主要体现在探究物质的创新。
1 实验原理借助金属与酸溶液、金属盐溶液能否发生反应或反应的速率来判断金属的活动性强弱。2 实验猜想根据金属活动性顺序确定已知金属的活动性顺序。对未知金属的位置做出猜想:如在已知两种金属的位置之前、之间或之后。
4 注意事项(1)实验前必须打磨除去金属表面的氧化物或污物。(2)做金属与酸反应实验时,一般用稀盐酸或稀硫酸,而不用硝酸或浓硫酸,且所用的酸的种类、浓度和体积要相同。(3)金属与盐溶液的反应,盐必须可溶于水。(4)并不是所有排在前面的金属都能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,如K、Ca、Na活动性特别强,一般与水反应生成碱和氢气。(5)在比较金属活动性时要注意控制变量法的应用,如酸溶液或盐溶液的温度、浓度、体积等,金属的形状、表面积等须保持一致。
学习合金知识后,知道了不锈钢中含有金属铬。某同学想:铬与常见铁、铜相比,其金属活动性强弱如何呢?于是,和同学们一起进行了以下探究。【查阅资料】①铬是银白色有光泽的金属,在空气中,像铝一样,其表面能产生致密的氧化膜;②能与稀硫酸反应,生成硫酸亚铬(CrSO4)。【知识回顾】金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn _____ Sn Pb (H) _____ Hg Ag Pt Au(在横线上填写对应金属的元素符号)。
【做出猜想】猜想①Cr>Fe>Cu;猜想②Fe>Cu>Cr;猜想③______________。【设计与实验】①张明同学取大小相等的铁、铜、铬三种金属片,未经打磨就分别放入等量等浓度的稀硫酸中,记录如下:
②李红同学也取大小相等的铁、铜、铬三种金属片,先用砂纸打磨后再分别放入等量等浓度的稀硫酸中,记录如下:
【讨论交流】为什么张明和李红两个同学记录的铬与稀硫酸反应开始的现象截然不同?原因是_________________________________。【实验验证】为了进一步确认铁、铜、铬三种金属的活动性强弱,刘斌同学将打磨过的两块铁片分别放入硫酸亚铬(CrSO4)溶液和硫酸铜溶液中,观察到在硫酸亚铬溶液中无明显现象,而在硫酸铜溶液中有明显的现象,现象是_______________________________________________,其反应的化学方程式是:___________________________。
Cr片表面有一层致密的氧化物薄膜
Fe+CuSO4====FeSO4+Cu
铁片表面有红色物质析出,溶液从蓝色变为浅绿色
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