【正文】 知識(shí)點(diǎn)一 金屬與氧氣的反應(yīng) ,但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同。 鎂、鐵、鋁、銅、金與氧氣反應(yīng)的條件與現(xiàn)象見(jiàn)下表 : (1)從上述事實(shí)可以看出 ,鎂、鋁比較活潑 ,鐵、銅次之 ,金最不活潑。 (2)“ 真金不怕火煉 ” 是指金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 ,即使在高溫下也不與氧氣反應(yīng)。 金屬 反應(yīng)條件 現(xiàn)象 化學(xué)方程式 鎂 常溫 打磨過(guò)的鎂在空氣中表面逐漸變 暗 2Mg+O2? 2MgO 鋁 打磨過(guò)的鋁在空氣中表面逐漸變 暗 4Al+3O2? 2Al 2O3 鐵 點(diǎn)燃或加熱 在氧氣中點(diǎn)燃后能劇烈燃燒 ,火 星四射 ,生成黑色固體 ,放出大量 的熱 3Fe+2O2? Fe3O4 銅 在空氣中加熱時(shí) ,表面會(huì)生成黑 色物質(zhì) 2Cu+O2? 2CuO 金 —— 即使在高溫條件下 ,也不與氧氣反應(yīng) ,但不易被腐蝕的原因 :鋁在空氣中與氧氣反 應(yīng) ,其表面生成一層致密的氧化鋁 (Al2O3)薄膜 ,從而阻止了鋁進(jìn)一步被 氧化。 易錯(cuò)警示 鋁制品和金制品都耐腐蝕 ,但原理不同。鋁制品耐腐蝕是因 為鋁與氧氣反應(yīng) ,表面生成了一層致密的氧化物保護(hù)膜 。金制品耐腐蝕 是因?yàn)榻鸬幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 ,不與氧氣反應(yīng)。 例 1 (2022河南濮陽(yáng)三模 )生產(chǎn)實(shí)際和實(shí)驗(yàn)室中有很多金屬材料。 (1)鐵制品表面經(jīng)常涂上一層鋁粉 ,鋁具有較好的抗腐蝕性能的原因是 什么 ? (2)在進(jìn)行鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí) ,集氣瓶底部放少量水的目的是 什么 ? 解析 (1)鋁能夠被空氣中的氧氣氧化 ,從而在鋁表面形成一層保護(hù)膜 , 因此鋁具有較好的抗腐蝕性能。 (2)鐵絲在氧氣中燃燒放出大量的熱 , 實(shí)驗(yàn)時(shí)集氣瓶底部放少量水 ,目的是防止濺落的高溫熔融物炸裂瓶底。 答案 (1)鋁能夠被空氣中的氧氣氧化 ,從而在鋁表面形成一層保護(hù) 膜。 (2)防止濺落的高溫熔融物炸裂瓶底。 知識(shí)點(diǎn)二 金屬與酸的反應(yīng) 金屬 現(xiàn)象 反應(yīng)的化學(xué)方程式 稀鹽酸或稀硫酸 稀鹽酸 稀硫酸 鎂 反應(yīng)劇烈 ,產(chǎn)生大量氣泡 ,溶液仍 為無(wú)色 Mg+2HCl? MgCl 2+H2↑ Mg+H2SO4? MgSO 4+H2↑ 鋅 反應(yīng)比較劇烈 ,產(chǎn)生較多氣泡 ,溶 液仍為無(wú)色 Zn+2HCl? ZnCl 2+H2↑ Zn+H2SO4? ZnSO 4+H2↑ 鐵 反應(yīng)緩慢 ,有少量氣泡產(chǎn)生 ,溶液 由無(wú)色變?yōu)闇\綠色 Fe+2HCl? FeCl 2+H2↑ Fe+H2SO4? FeSO 4+H2↑ 銅 沒(méi)有變化 —— —— 鎂、鋅、鐵和銅四種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)殒V 鋅 鐵 銅。 方法歸納 利用金屬與稀鹽酸或稀硫酸能否反應(yīng)以及反應(yīng)的劇烈程度 可以判斷金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。相同條件下 ,金屬與酸反應(yīng)越劇烈 ,金屬 越活潑。酸的種類、濃度及金屬表面積、溫度等因素也會(huì)影響金屬與 酸反應(yīng)的劇烈程度 ,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意控制變量。 例 2 (2022山東肥城三模 )將一根潔凈的鐵釘放入稀硫酸中 ,下列預(yù)測(cè) 可能不正確的是 ? ( ) 解析 鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵與氫氣 ,所以鐵釘表面將產(chǎn)生氣 泡 ,溶液由無(wú)色變?yōu)闇\綠色 。由于溶解的鐵的質(zhì)量大于生成氫氣的質(zhì)量 , 所以溶液質(zhì)量將增加 。鐵釘表面不會(huì)出現(xiàn)鐵銹。 答案 B 知識(shí)點(diǎn)三 金屬活動(dòng)性順序 反應(yīng)物 現(xiàn)象 化學(xué)方程式 結(jié)論 Zn ① CuSO4溶液 ② AgNO3溶液 ①鋅表面有紅色固體生 成 ,溶液的藍(lán)色逐漸變淺 ②鋅表面有銀白色固體生 成 ① Zn+CuSO4? ZnSO 4+ Cu ② Zn+2AgNO3?Zn(NO 3)2+2Ag 鋅能從 CuSO AgNO3溶 液中置換出 Cu、 Ag Fe ① CuSO4 溶液 ② AgNO3 溶液 ①鐵表面有紅色固體生 成 ,溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠 色 ②鐵表面有銀白色固體生 成 ,溶液由無(wú)色變?yōu)闇\綠 色 ① Fe+CuSO4? FeSO 4+ Cu ② Fe+2AgNO3? Fe(NO 3)2+2Ag 鐵能從 CuSO AgNO3溶 液中置換出 Cu、 Ag Cu ①無(wú)明顯現(xiàn)象 ②銅表面有銀白色固體生 成 ,溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色 ② Cu+2AgNO3? Cu (NO3)2+2Ag 銅能從 AgNO3溶液中置換 出 Ag (1)規(guī)律 ? (2)意義 在金屬活動(dòng)性順序里 : ①金屬的位置越靠前 ,它的活動(dòng)性就越強(qiáng) 。 ②位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫 。 ③位于前面的金屬 (K、 Ca、 Na除外 )能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兓? 物的溶液里置換出來(lái)。 判斷依據(jù) 結(jié)論 金屬能否與酸溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣 若能反應(yīng) ,則該金屬在金屬活動(dòng)性順序中位于氫前面 ,否則位于氫的后 面 金屬與酸溶液反應(yīng)的劇烈程度 相同條件下 ,反應(yīng)越劇烈 ,金屬越活潑 金屬 A與另一種金屬 B的化合物溶液能否發(fā)生置換反應(yīng) 若 A能置換出 B,則 A的活動(dòng)性比 B強(qiáng) 。反之則比 B弱 方法歸納 金屬活動(dòng)性順序的判斷依據(jù) 例 3 (2022廣東廣州中考 )有 X、 Y、 Z三種金屬片 ,分別放入稀硫酸中 , X、 Z表面有氣泡產(chǎn)生 ,Y沒(méi)有明顯現(xiàn)象 。X放入 ZCln溶液中 ,沒(méi)有明顯現(xiàn) 象。判斷這三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是 ? ( ) YZ XY ZY XZ 解析 X、 Z 能與稀硫酸反應(yīng)置換出氫 ,Y 不能 ,說(shuō)明在金屬活動(dòng)性順序 中 ,X、 Z 在氫前面 ,Y 在氫后面 。而 X 放入 Z的鹽溶液中不能反應(yīng) ,說(shuō)明 活動(dòng)性 :Z比 X 強(qiáng) ,故三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?ZXY。 答案 B 知識(shí)點(diǎn)四 置換反應(yīng) :由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng) ,生成另一種單質(zhì)和另一種化合物 的反應(yīng)叫作置換反應(yīng)。 :反應(yīng)物和生成物都是一種單質(zhì)和一種化合物。 、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)的比較 反應(yīng)類型 特點(diǎn) 舉例 簡(jiǎn)單表示 化合反應(yīng) 多變一 C+O2? CO2 A+B+…… ? C 分解反應(yīng) 一變多 2H2O2? 2H2O+O2↑ A? B+C+ …… 置換反應(yīng) 單換單 Zn+2HCl? ZnCl 2+H2↑ A+BC? B+AC 特別提醒 置換反應(yīng)是單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成新的單質(zhì)和新的化合物 的反應(yīng)。因?yàn)閱钨|(zhì)中元素的化合價(jià)為 0,化合物中元素的化合價(jià)不為 0, 因此置換反應(yīng)中一定有元素化合價(jià)發(fā)生變化。 例 4 (2022廣東廣州番禺一模 )下列化學(xué)反應(yīng)屬于置換反應(yīng)的是 ? ( ) +2O2? CO2+2H2O +2O2? Fe3O4 +3Fe3O4 ? 4Al2O3+9Fe ? 2H2↑+O2↑ 解析 置換反應(yīng)是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)與另一 種化合物的反應(yīng) ,故選 C。 答案 C 題型一 金屬與酸反應(yīng)的圖像分析 例 1 (2022四川自貢中考 )現(xiàn)有等質(zhì)量甲、乙、丙三種金屬 ,分別放入 三份溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的足量稀硫酸中 ,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的 關(guān)系如圖 821所示 (已知甲、乙、丙在生成物中化合價(jià)均為 +2價(jià) )。則 下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ? ( ) ? 圖 821 :乙 甲 丙 :甲 乙 丙 :乙 丙 甲 :甲 乙 丙 解析 金屬的活動(dòng)性越強(qiáng) ,與酸反應(yīng)的速率越快 ,則金屬活動(dòng)性順序?yàn)? 乙 甲 丙 。完全反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量 :甲 乙 丙 。甲、乙、丙在生成物中 化合價(jià)相同 ,則產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與金屬的相對(duì)原子質(zhì)量成反比 ,即產(chǎn)生 氫氣質(zhì)量越多 ,金屬的相對(duì)原子質(zhì)量越小 ,所以相對(duì)原子質(zhì)量 :丙 乙 甲 。 氫氣中的氫元素來(lái)自硫酸 ,生成氫氣的質(zhì)量越大 ,消耗硫酸的質(zhì)量越大 , 所以消耗硫酸的質(zhì)量 :甲 乙 丙。 答案 C 點(diǎn)撥 (1)等質(zhì)量金屬與足量的酸反應(yīng) ? 圖 822 圖 822反映出 : ①金屬越活潑 ,曲線越陡。 ②當(dāng)金屬在化合物中化合價(jià)相同時(shí) ,金屬的相對(duì)原子質(zhì)量越小 ,與酸反 應(yīng)產(chǎn)生的氫氣越多