安徽省2022年中考化学总复习教学案-第八单元第2课时金属的化学性质.docx

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1、第2课时金属的化学性质本课时知识是初中化学的重点,涉及的考点相对较多,其中金属的化学性质(常在材料题和流程题中考查)和金属与酸反应快慢的影响因素是常考点。命题点:1.金属的化学性质;2.金属活动性顺序的探究;3.影响金属与酸反应快慢的因素的探究。知识网络自主学习金属的化学性质金属活动 性顺序考点探究名师点拨考点一金属的化学性质必考典例1铜及其化合物有广泛的应用。(1)西汉时期淮南万毕术中有“曾青得铁则化为铜”的记载,其中蕴含化学反应的基本类型是。(2)我国古代制黄铜的原理如图。黄铜的硬度比铜和锌都(填“大”或“小”)。木炭还原Cu2O的化学方程式为。(3)铜可用于制导线,主要利用了铜的性。(4

2、)CuSO4可配制波尔多液等。向铜粉中加入稀H2SO4,通入O2并加热可得到CuSO4溶液,反应的化学方程式为。【解析】(1)“曾青得铁则化为铜”是指铁置换出硫酸铜溶液中的铜。(2)合金的硬度比其成分金属大。木炭还原Cu2O生成铜和二氧化碳。(4)铜、氧气和稀硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜和水。【答案】(1)置换反应(2)大C+2Cu2O4Cu+CO2(3)导电(4)2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O【针对训练】(2021四川达州)金属在生活、生产中有着广泛的应用,种类繁多的金属材料已成为社会发展的重要物质基础。(1)实验室所用的石棉网中有铁丝,隔着石棉网给容器加热可达到均匀受热

3、的目的,这主要利用了铁的导热性。石棉网使用一段时间后,其中的铁丝容易生锈,可用稀盐酸除去,其化学方程式可表示为Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O。(2)某化学兴趣小组将一定质量的Fe和Zn的混合粉末加入AgNO3溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液:如果滤液呈无色,则滤渣中一定含有的金属是Fe和Ag。如果滤液中加入稀盐酸有白色沉淀,则滤液中的金属阳离子有3种。如果滤液呈浅绿色,则关于该滤渣和滤液的下列说法中正确的是C(填字母序号)。a.向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生b.向滤液中加入稀盐酸,一定有白色沉淀产生c.滤渣中一定含有Agd.滤液中一定含有Fe(NO3)2,一定不含AgNO

4、3,可能含有Zn(NO3)2考点二金属活动性顺序10年3考典例2(2021浙江嘉兴)人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程,对金属活动性规律的认识也是如此。(1)1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”,这为发现金属活动性顺序奠定了基础,小嘉选用锡、铜、锌三种金属重温实验,则会“消失”的金属有。(2)1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体,他称之为“可燃空气”,其实该气体就是。从此为探索金属活动性打开了新思路。(3)1865年贝开托夫经过大量的实验得出了金属活动性规律。小嘉运用该规律开展实验,向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉,溶液质量变化如图所示,则B点时溶

5、液中所含的金属阳离子有。【解析】(3)金属活动性:FeCuAg,向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉,铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,待硝酸银完全反应后,铁再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,B点时,铁和硝酸银恰好完全反应,故溶液中的溶质为硝酸铜、硝酸亚铁,所含的金属阳离子为Cu2+、Fe2+。【答案】(1)锡、锌(2)氢气(3)Cu2+、Fe2+【针对训练】(2021浙江衢州)小科为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中合理的是( D )利用金属与酸反应比较金属的活动性顺序时一定要注意控制变量,即要控制金属的纯度、表面积大小以及酸的体积和浓度等相关变量相同。实验:金属

6、活动性顺序的探究1.实验方案的设计思路(1)比较两种金属的活动性强弱:方案名称方案设计一种金属与另一种金属的盐溶液反应将一种金属(X)插入另一种金属(Y)的盐溶液中,若无明显现象,则金属活动性:XY金属与酸反应将状态相同的等量的X、Y两种金属分别加入等体积、等浓度的稀盐酸或稀硫酸中,若X表面有气泡产生,Y表面无明显现象,则金属活动性:XY,反之,则XCuAg将一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中,过一会儿取出有银白色固体生成,溶液由无色变为蓝色Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag (2)实验注意事项:实验前必须用砂纸打磨金属表面至光亮,目的是除去表面的氧化物和污物。金属与盐反应,盐必须可溶于水

7、。【针对训练】某同学在练习“金属的化学性质”实验操作时,发现几支试管中冒出气泡有快有慢,于是他与其他同学一起合作进行如下探究。【提出问题】金属与酸反应的快慢受哪些因素影响呢?【猜想与假设】(1)猜想:可能与酸的浓度有关;猜想:可能与金属的种类有关;猜想:可能与金属的形状有关。【设计并实验】进行如下实验。实验编号硫酸的浓度(均取20 mL)金属(均取2 g)金属的形状收集50 mL氢气所需时间/s10%镁粉末状6010%铁片状12010%镁片状10220%铁片状110(2)实验前需将金属进行打磨,其目的是除去金属表面的氧化物和污物。(3)写出镁与稀硫酸反应的化学方程式:Mg+H2SO4MgSO4

8、+H2。【收集证据】(4)要比较金属的形状对反应快慢的影响,应选择的实验编号是。【得出结论】(5)通过上述4个实验,你得出的影响金属与酸反应的因素有酸的浓度、金属的形状以及金属的种类。【拓展探究】(6)将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中,通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系如图所示。刚注入盐酸时镁条表面无明显气泡,但此时压强上升迅速,原因可能是将盐酸注入锥形瓶时,气体体积缩小,压强增大。请你帮助该同学设计实验判断反应后所得溶液的溶质成分(写出操作、可能现象和结论):向反应后的溶液中逐滴滴加NaOH溶液并振荡,观察现象。若刚开始无沉淀,一

9、段时间后产生白色沉淀,说明溶质含有氯化镁和氯化氢;若立即产生白色沉淀,说明溶质只有氯化镁(合理即可)。真题再现对接中考命题点1金属的化学性质1.(2020安徽第15题)硫酸亚铁晶体是重要的化学试剂。传统制备方法是用铁屑与稀硫酸反应,因铁屑中含有硫、磷等杂质,与稀硫酸反应会产生刺鼻、呛人的有毒气体。某科技小组改用铁屑与硫酸铜溶液反应制备硫酸亚铁晶体,流程如下:(1)步骤中反应的化学方程式为Fe+CuSO4FeSO4+Cu。(2)操作的名称是过滤。步骤涉及蒸发,蒸发时必需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、玻璃棒、蒸发皿。(3)用硫酸铜溶液代替稀硫酸制备硫酸亚铁晶体,优点是避免有毒气体的产生(合理即

10、可)。2.(2014安徽第14题)常温下没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下,铁与水蒸气能反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。小明很好奇,设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。(1)试管尾部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气。(2)探究生成的气体是什么?用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中,说明生成的气体是H2(或氢气)。(3)探究试管中剩余固体成分是什么?【查阅资料】常见铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体能否被磁铁吸引否否能【初步验证】试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引。【猜想与假设】猜想一:剩余固体是Fe与Fe3O4;猜

11、想二:剩余固体是Fe3O4。【实验探究】实验操作实验现象及结论取一定量剩余固体加入试管中,滴加CuSO4溶液,振荡若有红色物质生成,则猜想一成立;若无红色物质生成,则猜想二成立(合理即可)【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2。【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3,理由是Fe2O3为红棕色(或Fe2O3不能被磁铁吸引)。命题点2金属活动性顺序3.(2019安徽第15题)某兴趣小组为探究金属活动性强弱,分别做了镁、铝、铜与稀盐酸反应的实验。(1)比较金属活动性强弱:铝比铜强(填“强”或“弱”)。写出镁与稀盐酸反应的化学方程式:Mg+2HClMgCl2+H

12、2。(2)小芳同学做镁与稀盐酸反应的实验时,发现试管中出现灰白色沉淀,该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究:【提出假设】假设一:含有氯化镁;假设二:含有镁粉;假设三:含有氢氧化镁;【查阅资料】氯化镁易溶于水;在一定条件下,镁可与冷水缓慢反应。【设计并进行实验】各取少量灰白色沉淀加入2支试管中,进行如下实验:编号实验操作实验现象实验1加入适量蒸馏水,搅拌沉淀未见减少实验2加入适量稀盐酸沉淀全部溶解,没有气泡产生【得出结论】由实验1可知,假设一不成立;由实验2可知,沉淀中不含镁粉。假设三可能成立(填“成立”“可能成立”或“不成立”)。【实验反思】实验后同学们请教老师得知,灰白色沉淀的主要成分是

13、碱式氯化镁,碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。于是小芳再取少量灰白色沉淀于试管中加热,并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条悬于试管口,预期的实验现象是滤纸条变红。附加题(3)为探究镁与稀盐酸反应生成碱式氯化镁的条件,该小组同学进行了如下实验:在小烧杯中加入一定量稀盐酸和去除氧化膜的镁带,观察实验现象,并测量溶液pH的变化。结果见下表:时间/min024812162024溶液pH2.05.37.08.69.39.810.010.0实验现象镁带溶解较快,产生大量气泡,无沉淀生成镁带缓慢溶解,产生气泡速度减慢,溶液变浑浊,烧杯底部有灰白色沉淀根据表中信息回答下列问题。请描述溶液pH变化的规律并解释原因:溶

14、液pH逐渐增大,最后呈碱性;反应前期pH变化较快,反应后期pH变化较慢,最后pH不变。因为前期盐酸浓度较大,反应较快,随着反应的进行盐酸逐渐被消耗,但镁在溶液中继续缓慢反应,生成碱性物质,最后反应完成。请对生成碱式氯化镁的条件提出猜想,并设计实验证明猜想:猜想:金属镁过量。设计实验:取两只烧杯,各加入等量的稀盐酸,分别加入少量和过量去除氧化膜的镁带,观察现象,如果前者无沉淀而后者有沉淀,证明猜想成立。4.(2017安徽第11题节选)(4)为比较铝和铁的金属活动性,某同学设计如下实验方案:将铝和铁分别放入盐酸中,比较反应的剧烈程度。你认为该方案不合理(填“合理”或“不合理”),理由是方案中未说明

15、控制其他变量不变(合理即可)。命题点3金属与酸反应快慢的探究5.(2013安徽第15题)“五一”假期,小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素影响呢?【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关;b.可能与锌的形状有关。【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。实验编号硫酸的质量分数(均取20 mL)锌的形状(均取1 g)氢气的体积(mL)(均收集3分钟)20%锌粒31.720%锌片50.930%锌粒61.730%锌片79.9(1)写出稀硫酸与锌反应的化学方程式:Zn+H2SO4ZnSO4+H2。(2)小兵用如图装置收集并测

16、量氢气的体积,其中量筒的作用是测量排出水的体积,即生成氢气的体积,氢气应从f(填“e”“f”或“g”)管通入。【搜集证据】(3)要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是(或)。【得出结论】(4)结论是硫酸的质量分数越大,反应越快;锌与硫酸的接触面积越大,反应越快。附加题【评价与反思】(5)下表是小兵第组实验的详细数据。时段(均为1分钟)第1分钟第2分钟第3分钟第4分钟第5分钟第6分钟H2的体积/mL3.116.711.99.67.66.0请描述锌与硫酸反应快慢的变化并解释原因:第1分钟反应慢,因为锌粒表面有氧化膜、油污等覆盖;从第2分钟以后,随着反应的进行,硫酸的质量分数减小,反应逐渐变慢。(6)锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响?设计实验验证:温度。取质量、大小相等的锌粒分别放入2支试管中,然后分别加入温度不同、体积和溶质质量分数相同的稀硫酸,测量收集相同体积的氢气所需要的时间。