金屬的化學(xué)性質(zhì) 知識點(diǎn)和考點(diǎn)歸納(非常全面和詳細(xì))

xxx公司文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度課題2金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬與氧氣的反應(yīng)金屬條件現(xiàn)象化學(xué)方程式或結(jié)論鎂常溫下（空氣中）在空氣中表面逐漸變暗，生成白色固體。2Mg＋O22MgO點(diǎn)燃時(shí)（空氣中）劇烈燃燒，發(fā)出耀眼白光，生成白色固體。2Mg＋O22MgO鋁常溫下（空氣中）在空氣中表面逐漸變暗，生成致密的氧化膜。4Al＋3O22Al2O3點(diǎn)燃（氧氣中）火星四射，放出大量的熱，生成白色固體。4Al＋3O22Al2O3鐵常溫（干燥空氣）無明顯現(xiàn)象。很難與O2反應(yīng)。常溫（潮濕空氣）鐵和空氣中的氧氣、水共同作用生成比較疏松的暗紅色物質(zhì)——鐵銹。鐵銹主要成分Fe2O3?xH2O點(diǎn)燃（氧氣中）劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出大量的熱。3Fe＋2O2Fe3O4銅常溫（干燥空氣）無明顯現(xiàn)象。幾乎不與氧氣反應(yīng)加熱（空氣中）紅色固體逐漸變成黑色。2Cu＋O22CuO常溫（潮濕空氣）銅和空氣中的氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)生成一種綠色物質(zhì)堿式碳酸銅（俗稱銅綠）：Cu2(OH)2CO3金高溫?zé)o明顯現(xiàn)象不與氧氣反應(yīng)結(jié)論大多數(shù)金屬都能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同。注意：鋁、鋅雖然化學(xué)性質(zhì)比較活潑，但是它們在空氣中與氧氣反應(yīng)表面生成致密的氧化膜，阻止內(nèi)部的金屬進(jìn)一步與氧氣反應(yīng)。因此，鋁、鋅具有很好的抗腐蝕性能。金屬與酸的反應(yīng)：金屬活動(dòng)順序表中，位于氫前面的金屬才能和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，放出氫氣，但反應(yīng)的劇烈程度不同。越左邊的金屬與酸反應(yīng)速率越快，銅和以后的金屬不能置換出酸中的氫。金屬＋酸鹽＋H2↑（注意化合價(jià)和配平）Mg＋2HClMgCl2＋H2↑Mg＋H2SO4MgSO4＋H2↑2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑2Al＋3H2SO4Al2(SO4)3＋3H2↑Zn＋2HClZnCl2＋H2↑Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑（實(shí)驗(yàn)室制取氫氣）Fe＋2HClFeCl2＋H2↑（鐵鍋有利身體健康）（注意Fe化合價(jià)變化：0→＋2）Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑（注意Fe化合價(jià)變化：0→＋2）注意：在描述現(xiàn)象時(shí)要注意回答這幾點(diǎn)：金屬逐漸溶解；有（大量）氣泡產(chǎn)生；溶液的顏色變化。金屬與鹽溶液的反應(yīng)：金屬活動(dòng)順序表中，前面的金屬能將后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來。（鉀鈣鈉除外）金屬＋鹽新金屬＋新鹽Fe＋CuSO4Cu＋FeSO4（鐵表面被紅色物質(zhì)覆蓋，溶液由藍(lán)色逐漸變成淺綠色）（注意Fe化合價(jià)變化：0→＋2）不能用鐵制器皿盛放波爾多液，濕法煉銅的原理Cu＋2AgNO32Ag＋Cu(NO3)2(銅表面被銀白色物質(zhì)覆蓋，溶液由無色逐漸變成藍(lán)色）Fe＋2AgNO32Ag＋Fe(NO3)2(鐵粉除去硝酸銀的污染，同時(shí)回收銀）（注意Fe化合價(jià)變化：0→＋2）現(xiàn)象的分析：固體有什么變化，溶液顏色有什么變化。四、置換反應(yīng)：一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。單質(zhì)＋化合物新單質(zhì)＋新化合物A＋BCB＋AC初中常見的置換反應(yīng)：（1）活潑金屬與酸反應(yīng)：如Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑（2）金屬和鹽溶液反應(yīng)：如Fe＋CuSO4Cu＋FeSO4（3）氫氣、碳還原金屬氧化物：如H2＋CuOCu＋H2OC＋2CuO2Cu＋CO2↑金屬活動(dòng)順序表應(yīng)用：1、在金屬活動(dòng)順序表中，金屬位置越靠前（即左邊），金屬的活動(dòng)性越強(qiáng)。（即越靠近左邊，金屬單質(zhì)越活潑，對應(yīng)陽離子越穩(wěn)定；越靠近右邊，金屬單質(zhì)越穩(wěn)定，對應(yīng)陽離子越活潑。）2、在金屬活動(dòng)順序表中，位于氫前面的金屬能將酸中的氫置換出來，氫以后不能置換出酸中的氫。注意：（1）濃硫酸、硝酸除外，因?yàn)樗鼈兣c金屬反應(yīng)得不到氫氣。（2）鐵和酸反應(yīng)化合價(jià)變化：由0價(jià)→＋2價(jià)。3、在金屬活動(dòng)順序表中，前面的金屬能將后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來。【可以理解為弱肉強(qiáng)食，弱的占位置（離子或化合物的位置）占不穩(wěn)，被強(qiáng)的趕走；強(qiáng)的占位置占得穩(wěn)，弱的不能將它趕走！】注意：（1）K、Ca、Na除外，因?yàn)樗鼈兲顫?，先和水反?yīng)。如2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑（2）變價(jià)金屬Fe、Cu、Hg發(fā)生這種置換反應(yīng)，化合價(jià)變化：由0價(jià)→＋2價(jià)。金屬化學(xué)性質(zhì)的中考考點(diǎn)知識：比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱方法：弱肉強(qiáng)食，能反應(yīng)的是強(qiáng)的把弱的趕走，與酸反應(yīng)越劇烈，說明活動(dòng)性越強(qiáng)；不能反應(yīng)的是弱的趕不走強(qiáng)的。例：X、Y、Z是三種不同的金屬，將X、Y分別放入稀鹽酸中，只有X表面產(chǎn)生氣泡；將Y、Z分別放入硝酸銀溶液中，一會兒后，Y表面有銀析出，而Z無變化。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)，判斷三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋ǎ＞Y＞ZB、X＞Z＞YC、Z＞X＞YD、Y＞Z＞X分析：X、Y與酸反應(yīng)得出X＞H＞Y，Y、Z與硝酸銀反應(yīng)得出Y＞Ag＞Z，在金屬活動(dòng)表中畫出2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究和驗(yàn)證金屬活動(dòng)性順序【規(guī)律方法】初中階段，金屬活動(dòng)性的比較主要是針對兩種金屬或三種金屬。它們的活動(dòng)性比較在設(shè)計(jì)上有一定的規(guī)律和技巧。1．兩種金屬活動(dòng)性的比較(1)采用“一金一鹽”方法(K、Ca、Na除外)：即一種是金屬單質(zhì)，另一種金屬則采用其鹽溶液。操作是將該金屬單質(zhì)A放入到另一金屬B的化合物溶液中，如果能反應(yīng)，則活動(dòng)性：A＞B，如果不能反應(yīng)，則活動(dòng)性：A＜B。(2)采用“二金一酸”方法(適用于至少一種氫前金屬)： 即兩種都是金屬單質(zhì)，再加上一種酸（稀鹽酸或稀硫酸）。操作是將兩種金屬單質(zhì)A、B分別放入到酸溶液中，如果A能反應(yīng)而B不能反應(yīng)，或A比B放出氫氣速率快，則活動(dòng)性：A＞B，反之，則活動(dòng)性：A＜B。2．三種金屬活動(dòng)性的比較(1)排好金屬活動(dòng)性順序后，采用“兩邊金屬中間鹽”。(2)排好金屬活動(dòng)性順序后，采用“中間金屬兩邊鹽”。例、某研究性學(xué)習(xí)小組，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一次性驗(yàn)證鐵、鋅、銅三種金屬活動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)，每種方案如下，可行的方案是（）A．鋅、硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液B．鐵、鋅、硫酸銅溶液C．鋅、銅、硫酸亞鐵溶液D．鐵、銅、硫酸鋅溶液分析：活動(dòng)性順序：Zn＞Fe＞Cu，兩邊金屬中間鹽：Zn、Cu、FeSO4溶液中間金屬兩邊鹽：Fe、ZnSO4溶液、CuSO4溶液金屬化學(xué)性質(zhì)的拓展知識：金屬與酸反應(yīng)放出氫氣的規(guī)律：（1）金屬越靠近左邊，與酸反應(yīng)越劇烈，放出氫氣的速率越快，在圖像上表現(xiàn)為越陡。（2）金屬與足量的酸反應(yīng)產(chǎn)生相同質(zhì)量的氫氣，則金屬質(zhì)量與轉(zhuǎn)化為＋2的金屬相對原子質(zhì)量成正比。（3）相同質(zhì)量的金屬與足量的酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量比與轉(zhuǎn)化為＋2的金屬相對原子質(zhì)量成反比（即與倒數(shù)成正比）。（4）相同質(zhì)量的酸完全反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量相等（不管和什么金屬反應(yīng)，酸中的H＋全部轉(zhuǎn)化為H2，所以質(zhì)量相等）（5）金屬與酸反應(yīng)，溶液質(zhì)量逐漸增加，密度逐漸增大（溶液體積的變化忽略不計(jì)）。小結(jié)：金屬M(fèi)（假設(shè)化合價(jià)為＋n），與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣可以用下列兩個(gè)關(guān)系式表示：M～2H＋～H2M～nH＋～H2例1、Mg、Al與足量的酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量相等，則Mg、Al的質(zhì)量比為分析：Mg～H2Al～H2242×27＝182∴Mg、Al質(zhì)量比為24:18＝4:3（即與轉(zhuǎn)化為2價(jià)的金屬相對原子質(zhì)量成正比）例2、相同質(zhì)量的Mg、Al與足量的酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量比為分析：令金屬的質(zhì)量為單位1，則由關(guān)系式可得Mg～H2Al～H2242×27＝1821x＝2×1y＝2×∴產(chǎn)生氫氣質(zhì)量比為:＝3:4（即與轉(zhuǎn)化為2價(jià)的金屬相對原子質(zhì)量成反比）例3、室溫下，等質(zhì)量的鎂片和鋁片分別與足量的稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量(m)與時(shí)間(t)的關(guān)系圖正確的是（）ttMgmAlmMgtAlAlmtMgtMgmAlA.B.C.D.分析：由金屬活潑性可得，Mg＞Al，所以鎂比鋁圖像要陡；Mg～H2Al～H2242182∴成反比Al產(chǎn)生氫氣多，故選C。例4、由兩種金屬組成的混合物共20g，與足量的稀鹽酸充分反應(yīng)后，共放出氫氣1g，則原混合物可能是（）Zn和CuB、Zn和FeC、Zn和MgD、Mg和Al分析：方法1：極值法假設(shè)20g全部是一種金屬，應(yīng)該放出氫氣的質(zhì)量如下Zn～H2Cu產(chǎn)生氫氣為0Fe～H2Mg～H2Al～H265256224218220g1g20g1g20g1g20g1g方法2：極值法假設(shè)1g氫氣全部是一種金屬產(chǎn)生的，應(yīng)該需要的金屬質(zhì)量如下Zn～H2無論多少銅都Fe～H2Mg～H2Al～H2652不能產(chǎn)生1g氫氣56224218220g1g銅＞20g20g1g20g1g20g1g方法3：平均相對分子質(zhì)量法：假設(shè)金屬的化合價(jià)為＋2M～H2Zn～H2Fe～H2Mg～H2Al～H2銅不產(chǎn)生氫氣x＝402652562242182認(rèn)為相對原子20g1g質(zhì)量無限大金屬和鹽溶液反應(yīng)的規(guī)律：（1）幾種金屬同時(shí)放入一中弱鹽溶液中，活動(dòng)性強(qiáng)的先反應(yīng)（可以理解為弱的先被最強(qiáng)的趕走）；一種金屬放入幾種弱鹽的混合溶液中，先和最弱的鹽溶液發(fā)生反應(yīng)（可以理解為強(qiáng)的先趕走最弱的）?？傊舻眠h(yuǎn)的先反應(yīng)。如：將Zn、Fe同時(shí)放入CuSO4溶液中，鋅先和硫酸銅溶液反應(yīng)，然后鐵再和硫酸銅溶液反應(yīng)。將Fe放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中，鐵先和硝酸銀溶液反應(yīng)，然后再和硝酸銅溶液反應(yīng)。（2）金屬與鹽溶液的反應(yīng)，若金屬質(zhì)量增加，則鹽溶液質(zhì)量減少，密度減?。ㄈ芤后w積變化忽略不計(jì)）；若金屬質(zhì)量減小，則鹽溶液質(zhì)量增大，密度增大（溶液體積變化忽略不計(jì)）。要根據(jù)對應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)差量法進(jìn)行判定。例：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，過濾，下列情況不可能成立的是（）濾液成分為Fe2+、Ag+和Cu2+，濾渣成分為AgB、濾液成分為Fe2+和Cu2+，濾渣成分為Ag和CuC、濾液成分為Fe2+和Cu2+，濾渣成分為Ag、Cu和FeD、濾液成分為Fe2+和Cu2+，濾渣成分為Ag分析：發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)先后順序?yàn)椋篎e＋2AgNO32Ag＋Fe(NO3)2……①Fe＋Cu(NO3)2Cu＋Fe(NO3)2……②可能出現(xiàn)的情況：①中Fe不足，②不發(fā)生。濾液：Fe2+、Ag+和Cu2+濾渣：Ag①恰好完全反應(yīng)，②不發(fā)生。濾液：Fe2+和Cu2+濾渣：Ag（3）①反應(yīng)后，②中Fe不足。濾液：Fe2+和Cu2+濾渣：Ag、Cu（4）①反應(yīng)后，②恰好完全反應(yīng)。濾液：Fe2+濾渣：Ag、Cu（5）①②反應(yīng)后，F(xiàn)e過量。濾液：Fe2+濾渣：Ag、Cu、Fe小結(jié)：分析反應(yīng)后的成分問題，我們應(yīng)該考慮生成什么，剩余什么。這種類型的題目，我們首先寫出化學(xué)方程式，第一個(gè)反應(yīng)一定發(fā)生，一定有Ag和Fe2+，其余成分只需考慮濾液和濾渣不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)即可。本題中C選項(xiàng)Fe能和Cu2+反應(yīng)，所以不可能出現(xiàn)該情況。例2、把鋅片分別插入一定濃度的足量FeSO4、CuCl2、AgNO3三種溶液中，假定單位時(shí)間內(nèi)消耗Zn質(zhì)量相等，剩余的鋅片和附著的金屬質(zhì)量（即固體質(zhì)量）如圖所示。則A表示溶液，B表示溶液，C表示溶液。