第八单元 课题 2 金属和金属材料 金属的化学性质 第 1 课时 金属与氧气、稀酸的反应 课前自主预习 1．车厢用到了大量铝合金材料，铝的原子结构示意图是________；铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀，铝制 品耐腐蚀的原因是_______（用化学方程式表示）。 4Al+3O2 =2Al2 O3 【答案】 【详解】铝元素为第十三号元素，原子结构示意图为 ；铝制品耐腐蚀的原因是铝与氧气反应在 铝表面形成致密的氧化物膜，腐蚀性物质不能直接接触到铝而达到耐腐蚀的效果，方程式为： 4 Al  3O2  2 Al2O3 。 2．写出金属与氧气反应的现象及化学方程式： 金属 反应条件 现象 化学方程式 镁 点燃 ______ ______ 铁 点燃 ______ ______ 铜 加热 ______ ______ 铝 点燃 ______ ______ 【答案】发出耀眼白光、放出热量、生成一种白色固体 放出大量的热，生成黑色固体 3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4 2Mg + O2 点燃 2MgO 剧烈燃烧，火星四溅， 由光亮的红色变成黑色 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，有灰色固体生成 4Al + 3O2 Δ 2Al2O3 2Cu + O2 Δ 2CuO 3．判断下列反应能否发生反应产生氢气。 （1）铁和稀硫酸（____） （2）铜和稀盐酸（____） （3）铁和稀硝酸（____） （4）镁和稀盐酸（____） （5）铝和浓硫酸（____） 【答案】 （1）能 （2）不能 （3）不能 （4）能 （5）不能 4．学生分组完成教材中的活动与探究。 现象 反应的化学方程式 金属 稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸 镁 ______ ______ ______ ______ 锌 ______ ______ ______ ______ 铁 ______ ______ ______ ______ 铜 ______ ______ 【答案】反应剧烈，固体逐渐消耗，产生气泡 反应剧烈，固体逐渐消耗，产生气泡 Mg + 2HCl ＝ MgCl2 + H2↑ 反应较快，固体逐渐消耗，产生气泡 反应较快，固 Mg + H2SO4 ＝ MgSO4 + H2↑ 体逐渐消耗，产生气泡 Zn + 2HCl ＝ ZnCl2 + H2↑ 逐渐消耗，产生气泡，生成浅绿色溶液 2HCl ＝ FeCl2 + H2↑ Zn + H2SO4 ＝ ZnSO4 + H2↑ 反应较慢，固体逐渐消耗，产生气泡，生成浅绿色溶液 Fe + H2SO4 ＝ FeSO4 + H2↑ 无明显变化 5．置换反应是指______反应生成的______化学反应。 【答案】 一种单质与一种化合物 反应较慢，固体 另外一种单质和另外一种化合物 无明显变化 Fe + 课堂反馈演练 1．下列金属能在空气中燃烧的是（ A．银 ） B．铜 C．镁 D．铁 【答案】C 【详解】 银、铜在空气中、氧气中都不能燃烧，镁能在空气剧烈燃烧，发出耀眼强光，生成白色固体，放出大量的 热，铁在空气中不能燃烧，在氧气中能剧烈燃烧，火星四射、生成黑色固体。 故选 C。 2．清末铝制艺术品能保存到现在不被锈蚀的原因是 A．铝不易被氧化 B．铝的金属活动性比较弱 C．铝不易发生化学反应 D．铝表面的氧化膜具有保护作用 【答案】D 【详解】 铝的化学性质比较活泼，常温下，铝能与空气中的氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，从而 阻止铝进一步被氧化。 故选 D。 3．下列实验现象描述错误的是（ ） A．镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光 B．铁在空气中燃烧，火星四射 C．铜在空气中加热，表面变黑 D．金在氧气中加热到高温没有明显现象 【答案】B 【详解】 A. 镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，放出大量的热，选项正确； B. 铁在氧气中燃烧，火星四射、生成黑色固体，在空气中不能燃烧，选项错误； C. 铜和氧气在加热条件下生成氧化铜，铜在空气中加热，表面变黑，选项正确； D. 金的化学性质很稳定，和氧气加热到高温也不反应，故没有明显现象，选项正确。 故选 B。 4．下列盐可由金属与酸发生置换反应生成的是 A．FeCl2 B．FeCl3 C．ZnSO4 D．CuSO4 【答案】AC 【分析】 根据置换反应是指由一种单质和一种化合物反应，生成另外一种单质和一种化合物的反应，排在氢前面的 金属能和稀盐酸或稀硫酸发生置换反应，排在氢后面的金属不能与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应进行分析。 【详解】 A、铁和稀盐酸能够发生置换反应生成氯化亚铁和氢气，故正确； B、铁和稀盐酸能够发生置换反应生成氯化亚铁和氢气，不会生成氯化铁，故错误； C、锌和稀硫酸能够发生置换反应生成硫酸锌和氢气，故正确； D、铜的活动性排在氢之后，不能和稀硫酸发生反应生成硫酸铜，故错误。 故选：AC。 5．下列化学方程式属于置换反应且书写正确的是( ) A．2Fe+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2↑ B．4Fe+3O2 点燃 2Fe2O3 C．Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu D．CuO+CO=Cu+CO2 【答案】C 【详解】 A、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸亚铁的化学式为 FeSO4，化学式书写错误，正确的化学方程 式为 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,选项错误； B、铁与氧气燃烧后生成四氧化三铁，不生成氧化铁，化学式书写错误，正确的化学方程式写为：3Fe+2O2 点燃 Fe3O4，选项错误； C、锌与氯化铜反应生成氯化锌和铜，且反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物 的反应，符合置换反应的特点，属于置换反应，选项正确； D、氧化铜与一氧化碳在加热或高温的条件下才能够反应生成铜和二氧化碳，化学方程式中缺少反应条件， 正确的化学方程式写为：CuO+CO  Cu+CO2，选项错误，故选 C。 6．相同质量的铝、铁、镁分别在氧气中完全燃烧，消耗氧气最多的是_____________；Zn、Mg、A1、 Fe 四 种金属各 30g，分别与足量稀盐酸反应，生成氢气的质量由小到大的顺序为____________________。 【答案】A1 Zn、Fe、Mg、Al 【详解】 相同质量的铝、铁、镁分别在氧气中完全燃烧，设消耗的可燃物的质量均为 m ，对应的消耗的氧气的质量 分别为 x 、 y 、 z 。 点燃 4Al + 3O 2 108 96 m x 2Al 2O 3 108 m = 96 x x  0.89m 点燃 3Fe + 2O 2 168 64 m y Fe 3O 4 168 m = 64 y y  0.38m 点燃 2Mg + O 2 48 32 m z 2MgO 48 m = 32 z z  0.67m 所以消耗氧气最多的是铝。 Zn、Mg、A1、 Fe 四种金属各 30g，分别与足量稀盐酸反应，生成氢气的质量分别为 a 、 b 、 c 、 d 。 Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2  65 2 30 g a 65 30g = 2 a a  0.92g Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2  24 2 30 g b 24 30g = 2 b b  2.5g 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2  54 6 30 g c 54 30g = 6 c c  3.3g Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2  56 2 30 g d 56 30g = 2 d d  1.1g ， 故产生氢气的质量由多到少的顺序是 Al＞Mg＞Fe＞Zn。 课后巩固拓展 1．收藏家收藏清末的铝器，至今保存完好，该艺术品不易锈损的主要原因是 A．铝不易发生化学反应 B．铝的氧化物易发生还原反应 C．铝不易氧化 D．铝易氧化，但铝表面的氧化铝具有保护内部的作用 【答案】D 【详解】 A、铝的化学性质比较活泼，铝能与空气中氧气反应，故 A 不正确； B、该艺术品不易腐蚀的主要原因，不是铝的氧化物容易发生还原反应，故 B 不正确； C、常温下，铝能与氧气反应，故 C 不正确； D、该艺术品不易腐蚀的主要原因是铝易氧化，铝表面形成的致密的氧化铝薄膜，具有保护内部铝的作用， 故 D 正确。故选 D。 2．下列物质在氧气中反应，能生成黑色固体的一组是 ①Mg A．①② ②S ③Fe ④P B．①④ ⑤Cu C．③⑤ D．②④ 【答案】C 【详解】 ①镁在氧气中燃烧的现象：剧烈燃烧,发出耀眼的白光，放出热量，生成白色粉末状固体，有白烟； ②硫在氧气中燃烧的现象：发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体； ③铁在氧气中燃烧的现象：剧烈燃烧，火星四射，放出热量，成黑色物质； ④磷在氧气中燃烧的现象：发出耀眼的白光,放热,生成大量白烟； ⑤铜和氧气反应生成黑色固体。 在氧气中反应，能生成黑色固体的是铁和铜。 故选：C。 3．“相信科学，反对迷信”，作为中学生应当积极倡导。金光闪闪的“假金元宝”实际上是含铜和锌的合金， 对于真假金元宝的鉴别，你认为下列方法不可行的是 A．用火烧 B．看颜色 C．测密度 D．加入稀硫酸 【答案】B 【详解】 A、金化学性质比较稳定，铜灼烧和氧气反应生成黑色氧化铜，可以鉴别； B、黄金、铜和锌的合金都是黄色，看颜色不能鉴别； C、黄金、铜和锌的合金的密度不同，测密度可以鉴别； D、金化学性质比较稳定，加入稀硫酸不反应；锌和稀硫酸反应生成氢气，可以鉴别。 故选 B。 4．某金属放入稀硫酸中，不产生气泡，该金属可能是（ A．铝 【答案】B B．铜 C．镁 ） D．铁 【详解】 金属活动性顺序表中，排在氢前面的金属可以置换出稀硫酸中的氢；铝、镁、铁活动性大于氢，铜活动性 小于氢；故铝、镁、铁都可以和稀硫酸反应生成氢气，而铜不可以和稀硫酸反应生成氢气； 故选 B。 5．下列变化不能通过加稀盐酸反应实现的是 A． Al  AlCl3 B． Fe2 O3→ FeCl2 C． CaCO3 →CaCl2 D． Fe→FeCl2 【答案】B 6．如图表示向稀硫酸溶液中加入过量铁丝反应前后溶液中存在的主要离子，下列说法错误的是（） A． 表示氢离子 B． 表示硫酸根离子 C． 表示铁离子 D．若用稀盐酸代替稀硫酸，则 表示氯离子 【答案】C 【分析】 过量的铁丝与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的实质是铁和氢离子反应生成亚铁