6.2 金属的化学性质
第1课时 金属的化学性质
金属与氧气反应
1.下列金属在一定条件下能与氧气反应,且生成物为黑色固体的一组是 ( )
①Mg ②Al ③Fe ④Au ⑤Cu
A.①和③
B.只有③
C.③④⑤
D.③和⑤
2.下列关于金属与氧气反应的叙述正确的是 ( )
A.所有金属都能与氧气反应生成氧化物
B.只有在点燃或加热的条件下金属才能与氧气反应
C.铝耐腐蚀,因为铝与氧气反应形成的致密氧化薄膜起到保护作用
D.铁在氧气中燃烧生成氧化铁
金属与稀盐酸和稀硫酸反应
3.(原创题)下列是关于金属与稀酸的反应的实验,根据要求填空。
(1)a实验中反应的化学方程式为 ,现象是 ;b实验中反应的化学方程式为 ,现象是 。
(2)c实验中没有气泡产生说明 。
(3)d实验中产生大量气泡,反应的化学方程式为 。通过以上实验可知,并不是所有金属都能与稀酸反应生成氢气。
金属与某些金属化合物溶液反应
4.(2024重庆A中考改编)中国应用的湿法炼铜技术,是对世界化学史的一个贡献。现将一根光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应。下列说法的组合中正确的是 ( )
①反应后溶液由蓝色变为浅绿色 ②反应后溶液的质量增加
③反应生成的溶质为硫酸铁 ④反应后固体表面附着一层红色物质
A.①④ B.②③ C.①②④ D.②③④
5.下面是某校学生进行金属的化学性质的实验活动:
(1)写出实验Ⅰ中反应的化学方程式: 。
(2)实验Ⅱ中观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 ,铁和铜的相对原子质量分别是56和64,反应后溶液的质量 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)实验Ⅲ中铜片上有银白色的固体析出,反应的化学方程式为 。
1.(跨学科)将少量锌粒放入盛有过量稀硫酸的密闭容器中,容器内气体压强与时间关系如图。下列说法不正确的是 ( )
A.AB段发生反应Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
B.BC段主要表示反应速率逐渐减慢
C.B点化学反应可能已停止
D.锌与稀硫酸反应放热
2.相同质量的镁粉和铁粉分别与足量的同浓度稀盐酸反应,氢气质量与时间的关系正确的是 ( )
A B C D
3.实验课上,某同学将一定质量的镁粉加入硫酸亚铁溶液中,待反应结束后,过滤,得到滤液和滤渣,下列判断正确的是 ( )
A.滤液中一定含有硫酸镁,可能含有硫酸亚铁
B.若滤液为浅绿色,则滤渣中一定含有镁和铁
C.向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有镁
D.所得滤液的质量一定比原溶液的质量大
4.实验室有含硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锌的废液。现对废液进行处理得到铜和硫酸锌溶液,实验流程如图所示。
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均包含的操作名称是 。
(2)滤渣A的成分是 (填化学式),滤液C中的溶质有 (填化学式)。
(3)步骤Ⅱ反应的化学方程式为 。
(4)步骤Ⅲ中加入的X是 (填化学式)。
5.(科学思维)某金属混合物由Mg、Al、Zn、Fe四种金属中的两种组成。4 g该金属混合物与足量的稀盐酸充分反应,得到0.2 g氢气,则该金属混合物的组成不可能是 ( )
A.Mg和Al B.Fe和Al C.Fe和Mg D.Mg和Zn
6.(化学观念)(2024泸州中考)鲁教版教材《化学(九年级下册)》62页“多识一点”有如下介绍:铝是一种比较活泼的金属,在常温下很容易跟氧气发生反应,生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。据此,某课外学习小组开展了系列性质探究予以证明。已知熔点:铝660 ℃,氧化铝2 054 ℃;沸点:铝2 327 ℃。回答相关问题:
【实验1】如图,用火焰喷枪的火焰(温度:800~1 300 ℃)从下往上灼烧铝片,观察到下端形成一个呈鼓胀状态的“小泡”。
(1)铝在常温下跟氧气发生 (填反应类型)反应。
(2)形成鼓胀“小泡”现象既能证明 ,还能证明铝的熔点低于氧化铝,“小泡”内装的铝呈 态。
【实验2】将铝片浸入8% CuSO4溶液中。
(3)开始1 min内无明显现象,该事实 (填“能”或“不能”)证明氧化铝薄膜的致密性。
(4)2 min左右铝片表面逐渐产生气泡并析出红色物质。收集气体检验,易燃,产生淡蓝色火焰,则气体是 。写出生成红色物质的化学方程式: 。
【详解答案】
课堂达标
1.D 解析:题目中所给的五种金属中只有金不与氧气发生反应,铁和铜分别在一定条件下与氧气反应可以得到黑色固体产物四氧化三铁和氧化铜,镁和铝常温下与氧气反应生成的物质为白色固体。
2.C 解析:不是所有金属都能与氧气反应,如金;镁、铝等金属常温下能与氧气反应;铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁。
3.(1)2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑ 有气泡生成 Fe+2HClFeCl2+H2↑
有气泡生成,溶液由无色逐渐变为浅绿色 (2)铜不能与稀盐酸反应
(3)Mg+H2SO4MgSO4+H2↑
解析:(1)铝跟稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,现象是有气泡冒出;铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氯化亚铁溶液为浅绿色。(3)镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气。
4.A 解析:Fe+CuSO4FeSO4+Cu
56 160 152 64
反应生成硫酸亚铁,溶液由蓝色变为浅绿色;反应前后溶剂水的质量不变,溶质由硫酸铜变为硫酸亚铁,每160份质量的硫酸铜生成152份质量的硫酸亚铁,溶液的质量减少;反应后有铜单质析出,所以固体表面附着一层红色物质。
5.(1)2Al+3CuSO43Cu+Al2(SO4)3
(2)铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色溶液逐渐变为浅绿色
Fe+CuSO4FeSO4+Cu 减小
(3)Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2
解析:(1)铝和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸铝,铜和硫酸铝溶液不反应。(2)铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,硫酸亚铁溶液呈浅绿色,观察到的现象是铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色溶液逐渐变为浅绿色,根据Fe+CuSO4FeSO4+Cu可知,每反应56份质量的铁生成64份质量的铜,所以反应后溶液的质量减少。(3)铜与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜。
课后提升
1.B 解析:少量锌粒放入过量的稀硫酸中,B点时容器中气压最大,B点时反应结束,BC段气压减小,说明锌与稀硫酸反应放热,反应结束后温度降低,气压减小。
2.D 解析:相同质量的镁粉和铁粉分别与足量的同浓度稀盐酸反应,镁反应的速率比铁反应得快;因为镁粉与铁粉的质量相等,稀盐酸足量,所以最终镁生成的氢气的质量多。
3.A 解析:滤液中一定含有镁和硫酸亚铁反应生成的硫酸镁,可能含有未反应完的硫酸亚铁,A正确。若滤液为浅绿色,说明硫酸亚铁还未被完全反应,说明镁不足,所以则滤渣中一定含有铁(镁和硫酸亚铁反应生成的),B错误。向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明滤渣中一定含有反应生成的铁,可能有过量的镁,C错误。镁和硫酸亚铁反应生成硫酸镁,每152份质量的硫酸亚铁反应生成120份质量的硫酸镁,所以所得滤液的质量一定比原溶液的质量小,D错误。故选A。
4.(1)过滤 (2)Fe、Cu FeSO4、H2SO4
(3)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ (4)Zn
解析:(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均把不溶于水的金属和溶液进行了分离,而过滤操作能够把不溶于水的固体和液体分离。(2)废液中的硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜,同时因为铁过量,则滤渣A中的物质应该是铁和铜;加入过量硫酸后,铁和硫酸在常温下反应生成硫酸亚铁和氢气,所以滤液C中的溶质应该包含硫酸亚铁和未反应完的硫酸。(3)滤渣A中含有铁和铜,加入过量硫酸后,铁和硫酸在常温下反应生成硫酸亚铁和氢气。(4)滤液C中的溶质有硫酸亚铁和硫酸。因为废液中的硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锌,只有硫酸铜会和铁反应生成铜和硫酸亚铁,所以加入过量铁后得到的滤液B中应该含有硫酸亚铁、硫酸锌,为使滤液B和滤液C全部转化为硫酸锌溶液,则X应为Zn。
5.A 解析:设与稀盐酸反应生成0.2 g氢气需要金属的质量分别为锌的质量为x,镁的质量为y,铁的质量为a,铝的质量为b,则
Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 2
x 0.2 g
=,x=6.5 g;
Mg+2HClMgCl2+H2↑
24 2
y 0.2 g
=,y=2.4 g;
Fe+2HClFeCl2+H2↑
56 2
a 0.2 g
=,a=5.6 g;
2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
54 6
b 0.2 g
=,b=1.8 g。
所以该金属混合物的组成不可能是Mg和Al,因为Mg和Al这两种金属需要的质量都小于4 g。
6.(1)化合 (2)铝能和氧气反应生成致密坚固的氧化铝薄膜 液 (3)不能
(4)氢气(或H2) 2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu
【解析】(1)铝在常温下跟氧气反应生成氧化铝,该反应是由两种物质生成一种物质的反应,该反应属于基本反应类型中的化合反应。(2)用火焰喷枪的火焰从下往上灼烧铝片,观察到下端形成一个呈鼓胀状态的“小泡”,说明外边的一层物质并没有与氧气反应,这是由于铝与空气中的氧气反应生成的氧化铝是一层致密坚固的薄膜,膜内熔化的液体渐渐汇集流入下面的包裹膜内,说明铝的熔点比氧化铝的熔点低。(3)开始1 min内无明显现象,该事实不能证明氧化铝薄膜的致密性,欲证明氧化铝薄膜的致密性,需将表面打磨的铝片和将表面未打磨的铝片分别浸入8% CuSO4溶液中,在1 min内进行对比。(4)铝的金属活动性比铜强,2 min左右铝片表面逐渐产生气泡并析出红色物质,铜的颜色是红色,说明铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,该反应的化学方程式为2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu;收集气体检验,易燃且产生淡蓝色火焰可知气体是氢气。
