安徽省2022年中考化學(xué)總復(fù)習(xí)教學(xué)案-第八單元第2課時金屬的化學(xué)性質(zhì)

第2課時金屬的化學(xué)性質(zhì)本課時知識是初中化學(xué)的重點,涉及的考點相對較多,其中金屬的化學(xué)性質(zhì)(常在材料題和流程題中考查)和金屬與酸反應(yīng)快慢的影響因素是常考點。命題點:1.金屬的化學(xué)性質(zhì);2.金屬活動性順序的探究;3.影響金屬與酸反應(yīng)快慢的因素的探究。知識網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)金屬的化金屬的化

學(xué)性質(zhì)金屬活動

金屬活動

性順序考點探究名師點撥考點一金屬的化學(xué)性質(zhì)[必考]典例1銅及其化合物有廣泛的應(yīng)用。(1)西漢時期《淮南萬畢術(shù)》中有“曾青得鐵則化為銅”的記載,其中蘊(yùn)含化學(xué)反應(yīng)的基本類型是。

(2)我國古代制黃銅的原理如圖。①黃銅的硬度比銅和鋅都(填“大”或“小”)。

②木炭還原Cu2O的化學(xué)方程式為。

(3)銅可用于制導(dǎo)線,主要利用了銅的性。

(4)CuSO4可配制波爾多液等。向銅粉中加入稀H2SO4,通入O2并加熱可得到CuSO4溶液,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

【解析】(1)“曾青得鐵則化為銅”是指鐵置換出硫酸銅溶液中的銅。(2)①合金的硬度比其成分金屬大。②木炭還原Cu2O生成銅和二氧化碳。(4)銅、氧氣和稀硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅和水。【答案】(1)置換反應(yīng)(2)①大②C+2Cu2O4Cu+CO2↑(3)導(dǎo)電(4)2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O【針對訓(xùn)練】(2021·四川達(dá)州)金屬在生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用,種類繁多的金屬材料已成為社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。(1)實驗室所用的石棉網(wǎng)中有鐵絲,隔著石棉網(wǎng)給容器加熱可達(dá)到均勻受熱的目的,這主要利用了鐵的導(dǎo)熱性。石棉網(wǎng)使用一段時間后,其中的鐵絲容易生銹,可用稀鹽酸除去,其化學(xué)方程式可表示為

Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O。

(2)某化學(xué)興趣小組將一定質(zhì)量的Fe和Zn的混合粉末加入AgNO3溶液中,充分反應(yīng)后過濾,得到濾渣和濾液:①如果濾液呈無色,則濾渣中一定含有的金屬是Fe和Ag。

②如果濾液中加入稀鹽酸有白色沉淀,則濾液中的金屬陽離子有3種。

③如果濾液呈淺綠色,則關(guān)于該濾渣和濾液的下列說法中正確的是C(填字母序號)。

a.向濾渣中加入稀鹽酸,一定有氣泡產(chǎn)生b.向濾液中加入稀鹽酸,一定有白色沉淀產(chǎn)生c.濾渣中一定含有Agd.濾液中一定含有Fe(NO3)2,一定不含AgNO3,可能含有Zn(NO3)2考點二金屬活動性順序[10年3考]典例2(2021·浙江嘉興)人類對科學(xué)規(guī)律的認(rèn)識常需經(jīng)歷漫長的探索過程,對金屬活動性規(guī)律的認(rèn)識也是如此。(1)1625年格勞貝爾發(fā)現(xiàn)將金屬放入稀鹽酸中會“消失”,這為發(fā)現(xiàn)金屬活動性順序奠定了基礎(chǔ),小嘉選用錫、銅、鋅三種金屬重溫實驗,則會“消失”的金屬有。

(2)1766年卡文迪許用金屬與酸反應(yīng)制取了一種可燃性氣體,他稱之為“可燃空氣”,其實該氣體就是。從此為探索金屬活動性打開了新思路。

(3)1865年貝開托夫經(jīng)過大量的實驗得出了金屬活動性規(guī)律。小嘉運用該規(guī)律開展實驗,向硝酸銅和硝酸銀的混合溶液中逐漸加入鐵粉,溶液質(zhì)量變化如圖所示,則B點時溶液中所含的金屬陽離子有。

【解析】(3)金屬活動性:Fe>Cu>Ag,向硝酸銅和硝酸銀的混合溶液中逐漸加入鐵粉,鐵先與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銀,待硝酸銀完全反應(yīng)后,鐵再與硝酸銅反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銅,B點時,鐵和硝酸銀恰好完全反應(yīng),故溶液中的溶質(zhì)為硝酸銅、硝酸亞鐵,所含的金屬陽離子為Cu2+、Fe2+?！敬鸢浮?1)錫、鋅(2)氫氣(3)Cu2+、Fe2+【針對訓(xùn)練】(2021·浙江衢州)小科為驗證鋅、銅、銀三種金屬的活動性順序,設(shè)計了下列四種方案,其中合理的是(D)利用金屬與酸反應(yīng)比較金屬的活動性順序時一定要注意控制變量,即要控制金屬的純度、表面積大小以及酸的體積和濃度等相關(guān)變量相同。實驗:金屬活動性順序的探究1.實驗方案的設(shè)計思路(1)比較兩種金屬的活動性強(qiáng)弱:方案名稱方案設(shè)計一種金屬與另一種金屬的鹽溶液反應(yīng)將一種金屬(X)插入另一種金屬(Y)的鹽溶液中,若無明顯現(xiàn)象,則金屬活動性:X<Y;若X表面有Y析出,則金屬活動性:X>Y金屬與酸反應(yīng)將狀態(tài)相同的等量的X、Y兩種金屬分別加入等體積、等濃度的稀鹽酸或稀硫酸中,若X表面有氣泡產(chǎn)生,Y表面無明顯現(xiàn)象,則金屬活動性:X>Y,反之,則X<Y;若表面均有氣泡產(chǎn)生,則比較產(chǎn)生氣泡速率的快慢,其中產(chǎn)生氣泡速率較快的金屬的活動性較強(qiáng)(2)比較三種金屬的活動性強(qiáng)弱:方案名稱方案設(shè)計兩金夾一鹽選擇活動性居中的金屬的鹽溶液與另兩種金屬單質(zhì)進(jìn)行檢驗。如驗證Fe、Cu、Ag的金屬活動性強(qiáng)弱,可將鐵絲和銀絲分別插入CuSO4溶液中,其中鐵絲表面會有紅色固體析出,而銀絲表面無明顯現(xiàn)象兩鹽夾一金選擇活動性最強(qiáng)和最弱的金屬的鹽溶液與活動性居中的金屬單質(zhì)進(jìn)行檢驗。如驗證Fe、Cu、Ag的金屬活動性強(qiáng)弱,可將銅絲分別插入FeSO4和AgNO3溶液中,其中銅絲在FeSO4溶液中無明顯現(xiàn)象,在AgNO3溶液中會有銀白色固體附著于銅絲表面2.探究金屬鋁、銅、銀的活動性順序(1)實驗設(shè)計:實驗操作現(xiàn)象反應(yīng)的化學(xué)方程式結(jié)論將一根用砂紙打磨過的鋁絲浸入硫酸銅溶液中,過一會兒取出有紅色固體生成,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu鋁、銅、銀三種金屬的活動性強(qiáng)弱:Al>Cu>Ag將一根潔凈的銅絲浸入硝酸銀溶液中,過一會兒取出有銀白色固體生成,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag(2)實驗注意事項:①實驗前必須用砂紙打磨金屬表面至光亮,目的是除去表面的氧化物和污物。②金屬與鹽反應(yīng),鹽必須可溶于水?！踞槍τ?xùn)練】某同學(xué)在練習(xí)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”實驗操作時,發(fā)現(xiàn)幾支試管中冒出氣泡有快有慢,于是他與其他同學(xué)一起合作進(jìn)行如下探究?！咎岢鰡栴}】金屬與酸反應(yīng)的快慢受哪些因素影響呢?【猜想與假設(shè)】(1)猜想Ⅰ:可能與酸的濃度有關(guān);猜想Ⅱ:可能與金屬的種類有關(guān);

猜想Ⅲ:可能與金屬的形狀有關(guān)?！驹O(shè)計并實驗】進(jìn)行如下實驗。實驗編號硫酸的濃度(均取20mL)金屬(均取2g)金屬的形狀收集50mL氫氣所需時間/s①10%鎂粉末狀60②10%鐵片狀120③10%鎂片狀102④20%鐵片狀110(2)實驗前需將金屬進(jìn)行打磨,其目的是除去金屬表面的氧化物和污物。

(3)寫出鎂與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:Mg+H2SO4MgSO4+H2↑。

【收集證據(jù)】(4)要比較金屬的形狀對反應(yīng)快慢的影響,應(yīng)選擇的實驗編號是①③。

【得出結(jié)論】(5)通過上述4個實驗,你得出的影響金屬與酸反應(yīng)的因素有酸的濃度、金屬的形狀以及金屬的種類。

【拓展探究】(6)將打磨后的鎂條放入錐形瓶中,再將注射器中某濃度的鹽酸壓入錐形瓶中,通過數(shù)字傳感器測定實驗中密閉容器(氣密性良好)內(nèi)壓強(qiáng)與時間的關(guān)系如圖所示。①剛注入鹽酸時鎂條表面無明顯氣泡,但此時壓強(qiáng)上升迅速,原因可能是將鹽酸注入錐形瓶時,氣體體積縮小,壓強(qiáng)增大。

②請你幫助該同學(xué)設(shè)計實驗判斷反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)成分(寫出操作、可能現(xiàn)象和結(jié)論):向反應(yīng)后的溶液中逐滴滴加NaOH溶液并振蕩,觀察現(xiàn)象。若剛開始無沉淀,一段時間后產(chǎn)生白色沉淀,說明溶質(zhì)含有氯化鎂和氯化氫;若立即產(chǎn)生白色沉淀,說明溶質(zhì)只有氯化鎂(合理即可)。

真題再現(xiàn)對接中考命題點1金屬的化學(xué)性質(zhì)1.(2020·安徽第15題)硫酸亞鐵晶體是重要的化學(xué)試劑。傳統(tǒng)制備方法是用鐵屑與稀硫酸反應(yīng),因鐵屑中含有硫、磷等雜質(zhì),與稀硫酸反應(yīng)會產(chǎn)生刺鼻、嗆人的有毒氣體。某科技小組改用鐵屑與硫酸銅溶液反應(yīng)制備硫酸亞鐵晶體,流程如下:(1)步驟①中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO4FeSO4+Cu。

(2)操作Ⅰ的名稱是過濾。步驟②涉及蒸發(fā),蒸發(fā)時必需的儀器有鐵架臺(含鐵圈)、酒精燈、玻璃棒、蒸發(fā)皿。

(3)用硫酸銅溶液代替稀硫酸制備硫酸亞鐵晶體,優(yōu)點是避免有毒氣體的產(chǎn)生(合理即可)。

2.(2014·安徽第14題)常溫下沒有氧氣存在時,鐵與水幾乎不反應(yīng),但高溫下,鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見的鐵的氧化物和一種氣體。小明很好奇,設(shè)計如下實驗探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的產(chǎn)物。(1)試管尾部放一團(tuán)濕棉花的目的是提供水蒸氣。

(2)探究生成的氣體是什么?用燃著的木條靠近肥皂泡,有爆鳴聲,稍后有肥皂泡飄到空中,說明生成的氣體是H2(或氫氣)。

(3)探究試管中剩余固體成分是什么?【查閱資料】常見鐵的氧化物FeOFe2O3Fe3O4顏色、狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體能否被磁鐵吸引否否能【初步驗證】試管中剩余固體為黑色,能全部被磁鐵吸引?！静孪肱c假設(shè)】猜想一:剩余固體是Fe與Fe3O4;猜想二:剩余固體是Fe3O4。

【實驗探究】實驗操作實驗現(xiàn)象及結(jié)論取一定量剩余固體加入試管中,滴加CuSO4溶液,振蕩若有紅色物質(zhì)生成,則猜想一成立;若無紅色物質(zhì)生成,則猜想二成立(合理即可)【實驗結(jié)論】鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2OFe3O4+4H2。

【反思與交流】該黑色固體不可能是Fe2O3,理由是Fe2O3為紅棕色(或Fe2O3不能被磁鐵吸引)。

命題點2金屬活動性順序3.(2019·安徽第15題)某興趣小組為探究金屬活動性強(qiáng)弱,分別做了鎂、鋁、銅與稀鹽酸反應(yīng)的實驗。(1)比較金屬活動性強(qiáng)弱:鋁比銅強(qiáng)(填“強(qiáng)”或“弱”)。寫出鎂與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:Mg+2HClMgCl2+H2↑。

(2)小芳同學(xué)做鎂與稀鹽酸反應(yīng)的實驗時,發(fā)現(xiàn)試管中出現(xiàn)灰白色沉淀,該小組同學(xué)對灰白色沉淀的成分進(jìn)行如下探究:【提出假設(shè)】假設(shè)一:含有氯化鎂;假設(shè)二:含有鎂粉;假設(shè)三:含有氫氧化鎂;……【查閱資料】①氯化鎂易溶于水;②在一定條件下,鎂可與冷水緩慢反應(yīng)?！驹O(shè)計并進(jìn)行實驗】各取少量灰白色沉淀加入2支試管中,進(jìn)行如下實驗:編號實驗操作實驗現(xiàn)象實驗1加入適量蒸餾水,攪拌沉淀未見減少實驗2加入適量稀鹽酸沉淀全部溶解,沒有氣泡產(chǎn)生【得出結(jié)論】由實驗1可知,假設(shè)一不成立;由實驗2可知,沉淀中不含鎂粉。假設(shè)三可能成立(填“成立”“可能成立”或“不成立”)。

【實驗反思】實驗后同學(xué)們請教老師得知,灰白色沉淀的主要成分是堿式氯化鎂,堿式氯化鎂受熱易分解產(chǎn)生氯化氫氣體。于是小芳再取少量灰白色沉淀于試管中加熱,并將蘸有紫色石蕊溶液的濾紙條懸于試管口,預(yù)期的實驗現(xiàn)象是濾紙條變紅。

[附加題](3)為探究鎂與稀鹽酸反應(yīng)生成堿式氯化鎂的條件,該小組同學(xué)進(jìn)行了如下實驗:在小燒杯中加入一定量稀鹽酸和去除氧化膜的鎂帶,觀察實驗現(xiàn)象,并測量溶液pH的變化。結(jié)果見下表:時間/min024812162024溶液pH2.05.37.08.69.39.810.010.0實驗現(xiàn)象—鎂帶溶解較快,產(chǎn)生大量氣泡,無沉淀生成鎂帶緩慢溶解,產(chǎn)生氣泡速度減慢,溶液變渾濁,燒杯底部有灰白色沉淀根據(jù)表中信息回答下列問題。①請描述溶液pH變化的規(guī)律并解釋原因:溶液pH逐漸增大,最后呈堿性;反應(yīng)前期pH變化較快,反應(yīng)后期pH變化較慢,最后pH不變。因為前期鹽酸濃度較大,反應(yīng)較快,隨著反應(yīng)的進(jìn)行鹽酸逐漸被消耗,但鎂在溶液中繼續(xù)緩慢反應(yīng),生成堿性物質(zhì),最后反應(yīng)完成。

②請對生成堿式氯化鎂的條件提出猜想,并設(shè)計實驗證明猜想:猜想:金屬鎂過量。設(shè)計實驗:取兩只燒杯,各加入等量的稀鹽酸,分別加入少量和過量去除氧化膜的鎂帶,觀察現(xiàn)象,如果前者無沉淀而后者有沉淀,證明猜想成立。

4.(2017·安徽第11題節(jié)選)(4)為比較鋁和鐵的金屬活動性,某同學(xué)設(shè)計如下實驗方案:將鋁和鐵分別放入鹽酸中,比較反應(yīng)的劇烈程度。你認(rèn)為該方案不合理(填“合理”或“不合理”),理由是方案中未說明控制其他變量不變(合理即可)。

命題點3金屬與酸反應(yīng)快慢的探究5.(2013·安徽第15題)“五一”假期,小兵對“鋅與硫酸反應(yīng)快慢的影響因素”進(jìn)行了探究?！咎岢鰡栴}】鋅與硫酸反應(yīng)的快慢受哪些因素影響呢?【猜想與假設(shè)】a.可能與硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān);b.可能與鋅的形狀有關(guān)。【設(shè)計并實驗】小兵用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸和不同形狀的鋅進(jìn)行如下實驗。實驗編號硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(均取20mL)鋅的形狀(均取1g)氫氣的體積(mL)(均收集3分鐘)①20%鋅粒31.7②20%鋅片50.9③30%鋅粒61.7④30%鋅片79.9(1)寫出稀硫酸與鋅反應(yīng)的化學(xué)方程式:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。

(2)小兵用如圖裝置收集并測量氫氣的體積,其中量筒的作用是測量排出水的體積,即生成氫氣的體積,氫氣應(yīng)從f(填“e”“f”或“g”)管通入。

【搜集證據(jù)】(3)要比較不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸對反應(yīng)快慢的影響,應(yīng)選擇的實驗編號是①③(或②④)。

【得出結(jié)論】(4)結(jié)論是硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,反應(yīng)越快;鋅與硫酸的接觸面積越大,反應(yīng)