初中科学浙教版（2024）九年级上册第2章 物质转化与材料利用第2节 金属的化学性质课时作业

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考点一、金属与氧气的反应
（一）有些金属常温下就能与氧气反应
(1)在常温下，金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝保护膜，它能阻止金属铝继续被空气氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能。反应的化学方程式为4A1+3O2 = 2Al2O3
(2)在常温下，铁在潮湿的空气中会被氧化而生锈(铁锈的主要成分是Fe2O3)。
（二）有些金属能在空气中燃烧
2Mg+O2点燃2MgO，现象是剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体(氧化镁)，放出热量。
（三）有些金属在空气中不燃烧，但能在氧气(纯氧)中燃烧
3Fe+2O2点燃Fe3O4，现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体(四氧化三铁)，放出热量。
（四）有些金属虽不能燃烧，但在加热的条件下能与氧气反应生成氧化物
2Cu+O2 △ 2CuO，现象是铜丝表面由紫红色变成黑色。
（五）金等金属即使在高温下也不与氧气反应
典例1：（2022九上·滨江期中）金属与氧气反应可以生成金属氧化物。小林同学绘制了三条表示某种金属质量和其与氧气反应生成的金属氧化物质量的关系曲线，如图，请回答：
（1）曲线________一定错误。
（2）表示Cu与CuO质量关系的曲线是________。
变式1：（2023·桐乡模拟）科学家一直致力于研发优异的压电材料，目前我国发现了一种具有广泛应用前景的压电材料钙铁矿晶体——钛酸钙(CaTiO3)，它可以用复合氧化物(CaO·TiO2)的形式表示。对上述信息分析错误的是（ ）
A．TiO2属于金属氧化物
B．CaTiO3中钛元素的质量分数最小
C．CaTiO3由3种元素组成
D．CaTiO3与 (CaO·TiO2）中Ti元素化合价相同
变式2：下列关于金属与氧气反应的说法中正确的是（ ）
A．红热的铁丝在空气中能燃烧
B．根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的活动性
C．各种金属在常温下都能与氧气反应
D．在较高温度下能与氧气反应的金属，在常温下也能与氧气反应
变式3：（2023·宁波模拟）四川省广汉市三星堆遗址出土了青铜面具和黄金面具，是我国考古史上非常重要的文物。出土的青铜面具表面有不少铜锈(Cu2(OH)2CO3)，而黄金面具色泽光亮，最薄处仅2 mm。下列说法错误的是（ ）
A．铜裸露在干燥的空气中易生成铜锈
B．越活泼的金属在自然界中越容易生成氧化物
C．金具有较好的延展性，可用来做面具
D．铜生成铜锈的过程中，铜元素的化合价升高
考点二、金属与酸的反应
（一）金属与酸的反应
(1)镁、锌等金属能与稀盐酸或稀硫酸发生反应，生成相应的盐和氢气。金属表面会有气泡出现，反应的化学方程式为
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
将燃着的木条接近有气泡产生的试管，松开拇指发现气体燃烧，此气体即为氢气。
(2)铜、银等金属不与稀盐酸或稀硫酸反应，放入两种酸中无明显现象。
（二）置换反应
(1)置换反应
形式： A+BC → AC+B
特点：单换单
置换反应类型
a.活泼金属与酸反应，如Fe+2HC1 = FeCl2+H2 ↑
b.金属与盐溶液反应，如Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag
c.H2和C与金属氧化物反应，如H2+CuO △ Cu+H2O
(2)四大基本反应类型：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应，它们的区别如下：
典例分析
典例1：（2023·绍兴）小敏阅读教材得知：将铜片和锌片同时插入稀H2SO4，可以组成一个电池(图甲)。那么该电池的正负极与什么有关呢？对此，小敏做了三组实验，并借助灵敏电流表进行判断(图乙)。发现该电池的正负极与金属活动性强弱有关且存在一定规律。据此判断，下列金属片组合可以使电流表指针向左偏转(图丙)的是（ ）

A．a铝片、b镁片 B．a铁片、b锌片 C．a铁片、b铜片 D．a铜片、b银片
举一反三
变式1：（2024九上·温州期中）下列物质中不能通过金属与硫酸反应得到的是（ ）
A．FeSO4B．Al2(SO4)3C．Fe2(SO4)3D．ZnSO4
变式2：（2024九上·余杭期末）现有质量相等的甲.乙.丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲.乙.丙在生成物中均显+2价)。则下列说法正确的是（ ）
A．甲.乙.丙依次可能是 B．金属活动性：甲>乙>丙
C．相对原子质量：乙>丙>甲 D．消耗硫酸的质量：甲>乙>丙
变式3：（2024九上·鹿城月考）实验室为测定铜铁合金的含铁量，取该合金若干，向其中加入相应质量的稀硫酸溶液，充分反应后，称量剩余固体质量。实验数据如下表，请分析数据，回答下列问题：
（1）该合金中铁的质量分数为多少？
（2）实验所用的稀硫酸的溶质质量分数为多少？
（3）表中的n为 （填数值）
考点三、金属的活动性顺序
（一）金属与某些盐溶液的反应
把经除油、除锈处理的洁净的铁丝、铜丝分别放入几种盐溶液中，实验记录如下表：
结论：铁、铜、银的金属活动性顺序为铁>铜>银，即活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
（二）金属活动性顺序
经过许多实验，入们总结出一些常见金属的金属活动性顺序如下：
(1)在金属的活动性顺序中，金属位置越靠前，活动性就越强。
(2)排在氢前面的金属可以把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来，而排在氢后面的金属不能把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来。这里的酸通常指盐酸和稀硫酸而不是浓硫酸(或硝酸)，因为金属与浓硫酸(或硝酸)等反应不产生氢气。
(3)一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
(4)K、Ca、Na三种金属的活动性太强，在与盐溶液反应时，会先与溶液中的水发生反应，生成对应的碱和氢气，碱再与盐发生复分解反应。
（三）金属活动性顺序的应用湿法炼铜
湿法炼铜技术是我国古代劳动入民发明的，我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。其原理是先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，反应的化学方程式为Fe+CuSO4 = Cu+FeSO4
典例分析
典例1：为探究锌.铁.铜.银的四种金属的活动性顺序，小科设计了如图所示的实验。
（1）运用控制变量法设计实验方案是科学研究的重要方法。在A.B.C三个实验中，需要控制的实验条件除了金属与稀硫酸的接触面积.稀硫酸的体积.温度以外还需要控制的条件是
。（2）你认为从中选择四个实验即可验证锌.铁.铜.银的金属活动性顺序。这四个实验的组合是 。
举一反三
变式1：（2024九上·诸暨月考）为探究三种金属的活动性顺序，某兴趣小组设计了如图所示的四组实验方案，其中不能达到实验目的的是（ ）
A． B． C． D．
变式2：（2024九上·诸暨月考）将一定质量的铁粉加入含AgNO3和Zn(NO3)2两种溶质的溶液中，反应结束后过滤，分别向滤液和滤渣中加入稀盐酸，均无明显现象，下列对滤渣和滤液的说明中，不正确的是（ ）
A．滤渣的成分只有银
B．滤液中的溶质是Zn(NO3)2.Fe (NO3)2
C．滤渣的成分可能是银.锌的混合物
D．所得滤液的质量小于反应前原溶液的质量
变式3：（2024九上·诸暨月考）某化学兴趣小组为了探究铬与常见金属铝.铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行了如下探究活动：
【查阅资料】铬（Cr）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铬（CrSO4）。
【提出猜想】对这三种金属的活动性顺序提出了如下猜想：
猜想①：Cr＞Al＞Cu
猜想②：Cr＞Cu>Al 猜想③：Al＞Cr＞Cu
猜想④：Al＞Cu＞Cr
（1）【讨论交流】根据已学的金属活动性顺序和已查阅的资料分析，肯定不能成立的猜想有 （填序号）。

（2）【实验设计及过程】请将表中的内容填写完整。
（3）【实验反思】有同学提出探究金属活动性强弱还可以依据“金属与盐溶液是否发生置换反应”来判断。为了验证甲.乙.丙三种金属的活动性依次减弱，某同学设计了如下方案：
① 把甲放入乙的盐溶液中 ②把乙放入丙的盐溶液中 ③把甲放入丙的盐溶液中
你认为该方案中的 （填序号）没有必要做。
考点四、防止金属腐蚀的常用方法
（一）金属锈蚀的条件
金属的锈蚀既与周围环境里水、空气等物质的作用有关，也与金属内部的结构有关。
（二）实验探究铁锈蚀的条件
(1)实验在3支试管中进行： A试管中是水和空气，B试管中是刚煮沸过的蒸馏水，C试管中是装有干燥剂(生石灰)的干燥空气，在3支试管中各放一枚铁钉，并用塞子塞紧试管口，实验装置如图所示。
(2)一段时间后A中铁钉锈蚀严重，B、C中铁钉基本不锈蚀，说明铁生锈条件是与水和空气(氧气)同时接触。
(3)因为纯铁和铁钉的内部结构不同，纯铁并未生锈。
（三）防止金属生锈的方法
根据金属锈蚀的条件，入们采取了一系列措施以防止金属生锈，如：
(1)保持金属制品(特别是钢铁)表面的洁净和干燥。
(2)在金属制品(特别是钢铁)表面覆盖保护膜。例如，在金属表面覆盖保护层(涂油、刷漆，覆盖搪瓷、塑料等)、镀耐磨和耐锈蚀的金属(镀铬等)，在钢铁表面高温制成一层致密氧化膜等。
(3)改变金属的内部组织结构(制成合金)。如加入铬、镍制成不锈钢等。
典例分析
典例1：（2024九上·诸暨月考）小明用普通铁钉，纯铁钉同时进行如图的四组实验，一段时间后只有实验A中观察到了锈斑，其他均无明显变化。
（1）对比 实验，说明铁制品锈蚀需要水；对比A和D实验，说明铁制品锈蚀与 因素有关；
（2）根据上述实验结论，下列措施中能有效防止金属锈蚀的是
①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构
③用湿布擦拭，保持金属表面清洁 ④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
举一反三
变式1：某同学设计了如图装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入的是少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气。塞紧木塞，并调节L端与R端的液面高度一致，一段时间后观察。下列推断错误的是（ ）
A．a管中的铁钉会锈蚀
B．L端的液面低于R端
C．该实验可以证明铁的锈蚀需要空气和水
D．若将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验，常温下a中铜钉会生锈，b中铜钉很难生锈
变式2：（2023·宁波）室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈，小宁对铁生锈的条件进行了探索，实验装置如图。3天后，发现只有装置C中的铁丝生锈了。
（1）装置A中生石灰的作用是 。
（2）装置B、C中的实验现象说明与 接触是铁生锈的条件之一。
变式3：（2024九下·舟山开学考）小科发现学校草地周围都做上了新的铁栅栏，师傅们在上面涂油漆。铁栅栏上为什么要涂油漆呢?某兴趣小组为此进行研究：
【方案】取四支试管编号为①.②.③.④，分别作如图处理，两周后，观察铁钉表面的锈蚀情况。
（1）若两周后观察到①中铁钉生锈而④中铁钉未生锈，据此可得出：铁钉生锈需要 。
（2）若观察到 现象，则可得出食盐会加快金属锈蚀。
（3）【应用】根据以上实验，请解释学校铁栅栏涂油漆能防锈的原因。
课后巩固
1．（2023九上·永康期末）下图表示了金属活动性顺序表中铜、锡和铝被人类大规模冶炼、利用的大致年限。
分析该图的规律，你认为金属被大规模冶炼、利用的先后顺序跟下列哪个因素有关（ ）
A．金属的导电性 B．金属的延展性 C．金属的颜色 D．金属的活动性
2．（2023·金华模拟）小明将甲、乙、丙三种金属与两种溶液反应，并根据实验现象编制了如图的检索表，根据检索表可知甲、乙、丙三种金属的活动性顺序为（ ）
A．甲＞乙＞丙B．乙＞丙＞甲C．丙＞甲＞乙D．甲＞丙＞乙
3．（2023·台州）硫酸锌(ZnSO4)可用于治疗锌缺乏引起的食欲不振、生长发育迟缓等病症。下列选项中的两种物质，不能直接反应制得硫酸锌的是（ ）
A．Zn和H2SO4 B．ZnO和H2SO4 C．ZnCO3和H2SO4 D．Zn和Na2SO4
4．（2024九上·拱墅期末）将一定量的金属M加入到ZnCl2和CuCl2的混合溶液中，充分反应后过滤，得固体滤渣，滤液为无色，向滤渣中滴加稀硫酸气泡产生，下列有关金属的金属活动性判断一定正确的是（ ）
A．M>ZnB．Zn>MC．M>CuD．Cu>M
5．（2024九上·绍兴期末）锰(Mn)和镍(Ni)是两种不常见的金属，为了比较锰.镍和铁的金属活动性，小明在老师的指导下进行了实验，结果如下表：
则三种金属的活动性顺序为（ ）
A．Fe>Ni>MnB．Mn>Fe>NiC．Ni>Mn>FeD．Fe>Mn>Ni
6．（2023·永嘉模拟）为验证Fe、Cu的金属活动性，下列方案中不可行的是（ ）
A． B． C． D．
7．（2024九上·金东期末）钴(C)的金属活动性与铁相似，钴的化合物相关性质如下.下列预测合理的是（ ）
A．C能从MgCl2溶液中置换出Mg
B．CO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C．CCO3能与盐酸反应生成H2
D．C(OH)2可由C与NaOH溶液反应制得
8．（2024九上·瓯海期中）某合金由两种金属元素组成，取该合金60g投入足量稀硫酸中，反应完全后，测得生成H23g，则合金的组成不可能是（ ）
A．Fe与ZnB．Mg与Cu C．Na与Al D．Al与Fe
9．（2024九上·江北期末）有A.B两种金属放入等质量且等质量分数的稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列结论合理的是（ ）
A．金属活动性A>B
B．相对原子质量A