文档内容
第一讲 金属的化学性质
知识讲解
（考什么，学什么，轻松提成绩！）
知识点一 金属与氧气的反应
反应条件 金属 现象 化学方程式
常温下反应 镁 ①打磨过的镁条在空气中逐渐变暗； ①常温下：
2Mg+O =2MgO
2
铝 ①打磨过的铝条在空气中逐渐变暗，生成一层致 ①常温下：
密的氧化膜；
4Al+3O =2AlO
2 2 3
点燃或加热 铁 ①常温下，在干燥空气中铁很难与氧气反应；
时反应 ②点燃时：3Fe+2O Fe O
②点燃后，在氧气中剧烈反应。 2 3 4
铜 加热后，表面会生成黑色物质。
②加热时：2Cu+O 2CuO
2
高温不反应 金 在空气中加热不变色 无
归纳总结
1．反应条件分为三种：①常温、②加热（或点燃）、③高温。反应条件越容易，说明金属越活泼。
2．铝制品和金制品都能耐腐蚀，但原理不同。
①铝原理：铝与氧气反应形成一层致密的氧化膜，能阻止铝进一步腐蚀。此是一个化学反应过程。
②金原理：金的化学性质稳定，不与氧气反应。
知识点二 金属与酸的反应
1．镁、锌、铁、铜与盐酸、硫酸反应
金属 现象 化学方程式反应程度 溶液颜色及现象 稀盐酸 稀硫酸
镁 剧烈反应， 溶液仍为无色，有大量气泡。 Mg+2HCl=MgCl +H ↑ Mg+H SO =MgSO +H ↑
2 2 2 4 4 2
生成的气体能燃烧并产生淡蓝
色火焰
锌 较剧烈反应 溶液仍未无色，有大量气泡
铁 反应缓慢 溶液由无色逐渐变为浅绿色。
铜 无任何现象 不反应 不反应
模仿镁与盐酸与硫酸的反应方程式，书写Zn、Fe、的方程式：
锌：Zn+2HCl=ZnCl +H ↑；Zn+H SO =ZnSO +H ↑
2 2 2 4 4 2
铁：Fe+2HCl=FeCl +H ↑；Fe+H SO =FeSO+H ↑
2 2 2 4 4 2
归纳总结
1．四种金属的活动性由强到弱的顺序：Mg>Zn>Fe>Cu。
2．酸最好选择稀硫酸。因为浓硫酸具有氧化性，与活泼金属反应生成SO ，不生成H。
2 2
3．常见有颜色的盐溶液：Cu2+：蓝色；Fe2+：浅绿色；Fe3+：黄色；
练1 下列实验现象的描述正确的是（ ）
A．铁钉放在硫酸铜溶液中：银白色固体表面有紫红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色
B．一氧化碳在空气中燃烧：火焰淡黄色，放出大量的热
C．将生锈的铁钉放入稀硫酸中：开始时溶液由无色变为浅绿色
D．生石灰中加入一定量的水：白色固体变成白色浆液，吸收大量的热
【答案】A
【解析】
A、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，所以铁钉放在硫酸铜溶液中：银白色固体表面有紫红色固体析出，
溶液由蓝色变为浅绿色，故说法正确；
B、一氧化碳在空气中燃烧，火焰淡蓝色，放出大量的热，故说法错误；
C、将生锈的铁钉放入稀硫酸中，开始时铁锈的主要成分氧化铁与稀硫酸反应，生成硫酸铁和水，溶液由
无色变为黄色，故说法错误；
D、生石灰中加入一定量的水，生石灰与水反应生成氢氧化钙，生成的氢氧化钙微溶于水，白色固体变成
白色浆液，反应放出大量的热，故说法错误。故选A。
2．置换反应
Mg + 2HCl = MgCl + H ↑
2 2Zn + 2HCl = ZnCl + H ↑
2 2
Fe + 2HCl = FeCl + H ↑
2 2
单质 化合物 化合物 单质
1．定义：由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叫置换反应。
2．特点：A+BC AC+B
化合反应、分解反应、置换反应的比较
反应类型 特点 举例 简单表示
化合反应 多变一 A+B+……→C
2H＋O 2HO
2 2 2
分解反应 一变多 A→C+B+……
2HO 2HO＋O↑
2 2 2 2
置换反应 一换一 HSO ＋Zn ZnSO＋H↑ A+BC→B+AC
2 4 4 2
归纳总结
1．由于置换反应是单质与化合物反应生成新的单质和新的化合物，单质中元素的化合价为0，化合物中元
素的化合价不为0，因此置换反应中一定有元素化合价发生变化。
2．置换反应中的单质不一定是金属单质。
3．金属与酸反应后金属质量减少，溶液质量增加。
练1 下列化学反应中不属于置换反应的是
A. Fe+H SO =FeSO +H ↑
2 4 4 2
B. C+2CuO 2Cu+CO
2
C. Cl+2NaI=2NaCl +I
2 2
D. Fe + CuSO =FeSO+ Cu
4 4
【答案】B
练2 下列属于置换反应的是
A．2HO 2H↑+O ↑ B．S+O SO
2 2 2 2 2
C．NaOH+HCl NaCl+H O D．2Al+6HCl 2AlCl +3H ↑
2 3 2【答案】D
知识点三 金属活动性顺序
1．金属活动性顺序的内容
（1）规律
钾钙钠镁铝，锌铁锡铅氢，铜汞银铂金。（嫁给那美女）
（2）意义
在金属活动性顺序表中：
①金属的位置越靠前，它的活动性就越_____________。
②位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸（不可以用浓硫酸和硝酸）中的______。
③位于前面的金属（钾、钙、钠除外）能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里__________出来。当金
属与两种以上盐溶液反应时，优先置换出__________的金属。即：前置后，盐可溶，钾、钙、钠除外，不
活泼金属的盐溶液优先。
①强 ②氢 ③置换 最不活泼
练1 下列金属中，金属活动性最强的是（ ）
A．铝 B．铁 C．铜 D．金
【答案】A
练2 金属X在溶液中的活动性是AgY>Z B．Z>X>Y C．X>Z>Y D．Y>X>Z
【答案】B
【解析】
在金属活动顺序表中，排在氢前边的金属能和酸发生置换反应生成盐和氢气。金属的位置越靠前，金属的
活动性越强。位置靠前的金属能将位于其后的金属从它的盐溶液中置换出来。X、Y、Z三种金属片,分别
放入稀硫酸中,X、Z表面有气泡产生,Y没有明显现象，说明X、Z在氢前，Y在氢后，X放入ZCln溶液,没
有明显现象，说明X在Z后，三种金属的活动性由强到弱的顺序是Z>X>Y。故选B。
练2 某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，他设计了以下四种实验方案，其中能达到目的是
( )
A. 将Fe、Cu分别加入AgNO 溶液中
3
B. 将Fe、Cu、Ag分别加入稀盐酸中
C. 将Fe分别加入CuSO 、AgNO 溶液中
4 3
D. 将Fe、Ag分别加入CuSO 溶液中
4
【答案】D
【解析】A、铁、铜都能与AgNO 溶液反应，证明铁、铜的活动性比银强，但不能比较铁、铜的活动性的
3
强弱，故该方案不能达到目的；
B、铁和稀盐酸反应，铜、银和稀盐酸不反应，而则得出：铁＞铜、银，但不能比较铜、银的活动性的强
弱，故该方案不能达到目的；
C、铁与CuSO 、AgNO 溶液反应，说明了活动性铁＞铜、银，但不能比较铜、银的活动性的强弱，故该
4 3
方案不能达到目的；
D、铁与CuSO 溶液反应置换出铜，说明了活动性铁＞铜；银与CuSO 溶液不反应，说明了活动性铜＞银，
4 4
由此可得的三种金属活动性铁＞铜＞银，故该方案能达到目的。
3．金属与金属化合物溶液反应后滤液、滤渣成分的判断
1．活动性强的金属优先置换出活动性最弱的金属，再置换出活动性较弱的金属。
2．多种活泼金属单质与一种不活泼金属化合物溶液反应时，活动性最强的金属优先反应，然后是活动性较弱的金属反应。
3．根据反应物量的不同，反应分三种情况：部分反应、恰好完全反应、过量，据此分析滤液和滤渣的成
分。
练1 在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，滤液仍为蓝色，滤渣中所含物
质不可能的情况是( )
A．可能有银和铜，没有锌 B．可能只有银，没有铜和锌
C．一定有银，可能有铜和锌 D．一定有银、没有锌，可能有铜
【答案】C
【解析】
在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，滤液仍为蓝色，说明仍有硫酸铜，锌
比铜和银都活泼，铜比银活泼。A、滤渣中可能有银和铜，没有锌，锌为不足量，故A正确；B、可能只
有银，没有铜和锌，锌比铜和银都活泼，铜比银活泼，故B正确；C、一定有银，可能有铜，一定没有锌，
故C错误；D、 一定有银、没有锌，可能有铜，故D正确。
知识点四 流程题——金属回收利用问题
练1 某校化学社团—“拉瓦锡实验室”的活动丰富多彩。他们在实验室废液桶中收集了含有大量
FeSO 、CuSO 的废水，为防止废水直接排放到下水道造成重金属污染和浪费，设计了如图所示
4 4
（1）整个实验过程中多次采用过滤，该操作用到的玻璃仪器有烧杯、________和玻璃棒。
（2）所加物质X是________________________（填名称），其加入废水后发生反应的化学方程式为
____________________________________。溶液Y是____________（填名称）；固体A中含有的物质是
____________（填化学式）。
（3）该小组的同学又收集到一些含硝酸银、硝酸铜的混合废液，同学们向其中加入一定量锌粉，反应停
止后过滤，滤液仍为蓝色。则下列有关判断正确的是____________（填字母）。A 滤渣中一定有银，没有铜和锌
B 滤渣中一定有银和锌，可能有铜
C 滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银
D 滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜，可能有硝酸银
【答案】漏斗 铁 Fe+CuSO=FeSO+Cu 稀硫酸 Cu、Fe D
4 4
【分析】
最终产物为Cu和FeSO ，因此第一步需将溶液中的Cu2+和Fe2+分离，故应加入过量的铁，将Cu2+转化为
4
Cu，固体中含有置换出的Cu和过量的Fe，Fe可通过加入稀硫酸转化为FeSO ，与第一步的滤液混合。
4
【详解】
（1）过滤涉及到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
（2）通过上述分析，X为铁，铁与CuSO 的产物为Cu和FeSO ，化学方程式Fe+CuSO=FeSO+Cu。溶液
4 4 4 4
Y为稀硫酸；固体A是含有Cu、Fe。
（3）向AgNO 和Cu(NO ) 的混合溶液中加入Zn，Zn会先与AgNO 反应，当AgNO 被反应完后，再与
3 3 2 3 3
Cu(NO ) 反应。此实验中，滤液呈蓝色，说明溶液中一定有Cu(NO ) ，但不能确定AgNO 是否被反应完，
3 2 3 2 3
溶液中一定有 Zn(NO ) 。Zn 会先置换出 Ag，再置换出 Cu，因此滤渣中一定有 Ag，根据溶液中有
3 2
Cu(NO ) 可知，Zn无剩余，Cu可能有。故选D。
3 2
知识点五 金属与酸反应的图像
1．Zn、Mg、Fe与盐酸反应图像
1．等质氢图
思考与交流
1、过量的Al、Fe与少量且等质量的稀盐酸反应，哪个金属率先反应完酸？
Al。活泼性：Al>Fe，所以Al的先反应完
2、产生的氢气由金属还是稀盐酸决定？反应完全后，氢气的质量相等吗？
稀盐酸；相等。两种金属反应产生的氢气质量相同，此图反映了两种情况：
（1）酸不足，金属过量，产生的氢气质量由酸的质量决定。
（2）酸足量，产生的氢气质量由金属的质量决定，产生氢气的质量相同。如18 g铝和56 g铁分别投入足
量的稀硫酸中反应产生的氢气质量相同。
2．等质等价金属图
思考与交流
1、计算均为1g的Mg、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应，得到多少g的H ？并做个比较。
2
Mg+2HCl=MgCl +H Zn+2HCl=ZnCl +H Fe+2HCl=FeCl +H
2 2 2 2 2 2
24 2 65 2 56 2
1g xg 1g xg 1g xg
x=2/24 x=2/65 x=2/56
2、思考金属的相对原子质量与m(H )的关系？
2
相对原子质量越小，产生氢气越多。
3、尝试根据Mg、Zn、Fe的活泼性、产物H 的质量，绘制反应时间（t）—氢气质量（m(H )）的图像。
2 2
如等质量的镁、铁、锌与足量的酸反应生成的金属离子都为＋2价，产生氢气的速率和质量不同。此图反
映出：
（1）金属越活泼，曲线越陡，如Mg线比Zn线陡，Zn线比Fe线陡。
（2）金属的相对原子质量越小，产生氢气越多，曲线的拐点越高，消耗的酸也越多。可简单概况为“越陡越活，越高越小”。
练1 等质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应(已知M、N在生成物中均为+2
价)，生成氢气质量和反应时间的关系如图所示，下列叙述正确的是( )
A．M、N两种金属中较活泼的是N
B．生成H 的质量M＜N
2
C．相对原子质量较小的是M
D．产生H 的速率N＞M
2
【答案】C
【解析】
A、由图中信息可知，M与稀盐酸反应的速率快，说明M比N活泼，此选项错误；
B、由图中信息可知，M与稀盐酸反应生成氢气的质量大，此选项错误；
C、设M、N的质量都是z，相对原子质量分别为x、y，生成氢气的质量为m、n，
，解得x＝ ，
，解得y＝ ，
因为m＞n，所以x＜y，即N的相对原子质量大于M的相对原子质量，此选项正确；
D、由图中信息可知，M与稀盐酸反应生成氢气的速率快于N和稀盐酸反应生成氢气的速率，此选项错误。
故选C。练2 等质量的下列金属，分别与足量稀盐酸反应，生成氢气最多的是（ ）
A．Ag B．Mg C．Fe D．Zn
【答案】B
【解析】银不能与稀盐酸反应，不能生成氢气．
Mg的相对原子质量为24，24g镁可反应生成2g氢气，即1g镁生成 克氢气．
铁的相对原子质量56，56g铁可反应生成2g氢气，即1g铁生成 g氢气．
Zn的相对原子质量为65，65g锌可反应生成2g氢气，即1g锌生成 克氢气．
所以镁放出的氢气最多．
故选B．
练3 将质量相等的A、B、C三种金属，分别放入三份质量分数相同且足量的稀盐酸中，反应生成H 的
2
质量与反应时间的关系如图所示，根据图中所提供的信息，得到的结论正确的是（ ）
（已知：A、B、C在生成物中均为+2价）
A．反应速率最大的是A
B．放出H 的质量是A>B>C
2
C．相对原子质量是A>B>C
D．金属活动性顺序是A>B>C
【答案】B
【解析】
根据化学反应图像可知，B与酸的化学反应速率最快，活动性最强，A次之，C的活动性最弱。由于A、
B、C在生成物中均为+2价，它们与酸反应的质量比即为相对分子质量之比，相对原子质量越大，生成的
氢气的质量越小，故相对原子质量是C>B>A。根据图像可知，放出H 的质量是A>B>C，B正确。
2
故选B。
练4 在托盘天平两边各放一只烧杯并注入相同的足量稀盐酸，调节至平衡，然后向左、右两边烧杯中分
别投入等质量的镁和铝，则天平指针的偏转情况是（ ）A．先偏向右，最后偏向左 B．先偏向右，最后平衡
C．先偏向左，最后偏向右 D．先偏向左，最后平衡
【答案】A
【详解】
解：镁、铝和稀盐酸反应的化学方程式及其反应物、生成物之间的质量关系为：
， 根据反应物和生成物的质量关系可知，等质量
的镁和铝和足量稀盐酸反应时，铝和稀盐酸反应生成的氢气多，因此天平指针最后偏向左；因为镁比铝活
泼，与稀盐酸反应时，镁和稀盐酸反应的速率比铝和稀盐酸反应的速率快，因此开始时镁和稀盐酸反应生
成的氢气速率快，天平指针偏向右，因此向左、右两边烧杯中分别投入等质量的镁和铝，则天平指针的偏
转情况是先偏向右，最后偏向左。故选A。
课后作业
1．现有甲、乙、丙三种金属，甲在常温下就能与氧气反应，乙、丙在常温下几乎不与氧气反应；如果将
乙、丙分别放入硫酸铜溶液中，过一会儿，在丙的表面有红色固体析出，而乙表面没有变化，则甲、乙、
丙三种金属的活动性由弱到强的顺序是（ ）
A．甲乙丙 B．乙甲丙 C．乙丙甲 D．甲丙乙
【答案】C
【详解】
有甲、乙、丙三种金属，甲在常温下就能与氧气反应，乙、丙在常温下几乎不与氧气反应，说明甲的活动
性最强，乙、丙的活动性较弱，即金属活动性甲>乙、丙；把乙和丙分别放入硫酸铜溶液中，过一会儿，
在丙的表面有红色固体析出，说明丙的金属活动性比铜强，即丙>铜；而乙表面没有变化，说明乙的金属
活动性比铜弱，即铜>乙；则甲、乙、丙三种金属的活动性由强到弱的顺序是甲>丙>乙。因此由弱到强的
顺序是：乙<丙<甲。
故选C2．某溶液中有Cu(NO ) 和Fe(NO )，加入一定量的Zn粉末充分反应后过滤，在滤渣中滴加稀盐酸，有气
3 2 3 2
泡产生。下列关于滤液的判断正确的是（ ）
A．一定不会是无色 B．一定不会是蓝色
C．一定不会是浅绿色 D．以上判断皆不正确
【答案】B
【解析】
在金属活动性顺序中，Zn＞Fe＞H＞Cu，向溶液中有Cu（NO ） 和Fe（NO ），加入一定量的Zn粉，锌
3 2 3 2
优先与Cu（NO ） 反应，再与Fe（NO ） 反应。在滤渣中滴加稀HCl，有气泡产生，说明了滤渣中有活
3 2 3 2
动性大于氢的金属存在，一定有铁，可能有锌。A、当锌的量过量，能把铁全部置换出来时，溶液呈无色，
错误；B、由于有活动性大于氢的金属存在，溶液中的铜全部被置换出来，所以溶液一定不会是蓝色，正
确；C、当锌的量不足时，不能把铁全部置换出来，溶液可能呈浅绿色，错误；D、以上判读中B正确，D
错误。故选B。
3．（双选）为了验证铁、镁、铜的活动性顺序，最适宜的试剂组是（ ）
A．镁、铁、氯化铜溶液
B．铁、铜、硫酸镁溶液
C．铜、硫酸镁溶液、氯化亚铁溶液
D．铁、氯化镁溶液、硫酸铜溶液
【答案】AD
【详解】
A、将活动性比铜强的铁放入氯化铜溶液，根据置换出的铜检验铁的活动性比铜强；然后将镁放入反应得
到的氯化亚铁溶液中，通过置换出铁检验镁的活动性比铁强；试剂适宜；
B、由于铁、铜均不能与硫酸镁溶液发生反应，使用该组试剂不能完成三种金属活动性的验证；试剂不适
宜；
C、铜既不能与硫酸镁溶液反应也不能与氯化亚铁溶液反应，使用该组试剂不能完成三种金属活动性的验
证；试剂不适宜；
D、铁能置换出硫酸铜中的铜而不能与氯化镁发生反应，可说明铁的活动性比铜强而比镁弱，使用该组试
剂可验证三种金属活动性强弱；试剂适宜；
故选：AD。
4．将等质量的镁、铁、锌三种金属分別放入三份溶质质量分数相等的稀盐酸中．生成H 的质量与反应时
2间的关系如图所示．金属X是__（填化学式，下同），反应后可能已经反应完的金属是__，一定有剩余的
金属是__．
【答案】Mg Zn、Fe Mg
【详解】
解：Mg+2HCl=MgCl +H ↑；Fe+2HCl=FeCl +H ↑；Zn+2HCl=ZnCl +H ↑
2 2 2 2 2 2
由化学方程式可知，24份质量的镁会生成2份质量的氢气，56份质量的铁会生成2份质量的氢气，65份质
量的锌会生成2份质量的氢气，通过分析图象可知，镁的金属活动性最强，金属X是Mg，由质量关系可
知，反应后可能已经反应完的金属是Zn、Fe，一定有剩余的金属是Mg。观察图像可知，三种金属反应的
速率X>Y>Z，判断出三种金属的活动性顺序为X>Y>Z，从而得知X为镁，Y为锌，Z为铁。相同质量的
三种金属完全参加反应，应该是镁消耗的酸最多，铁次之，锌最少，但图中铁产生氢气最多，即消耗稀盐
酸最多；镁锌产生氢气一样多，即消耗稀盐酸一样多，故镁过量，但锌无法确定。故选C。
5．小明同学家新换了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是钢质镀铬。好奇的小明想探究铬（Cr）与常
见金属铁、铜的活动性强弱，邀请你一同参加。
（1）（作出猜想）
小明根据金属活动顺序: K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au，作出猜想：
猜想1. Cr>Fe>Cu；猜想2. Fe>Cu>Cr；猜想 3.你的猜想是_____。
（2）（查阅资料）
①铬是银白色有光泽的金属，在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。
②铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬（GrSO ） 溶液。
4
（3）（设计与实验）
小明同学取大小相等的三种金属片，用砂纸打磨光亮，再分别放入三支试管中，然后分别加入等量的同种
稀硫酸，观察现象并得出了猜想1正确的结论，请你根据猜想1正确的结论完成表格：
实验 试管1 试管2 试管3实验
操作
实验 铜片表面没有气产生，溶液
①_____，_____。 ②_____，_____。
现象 颜色无明显变化
（4）（结论与解释）
①实验前用砂纸打磨金属片的目的是_____。
②请你写出铬与稀硫酸反应的化学方程式_____。
【答案】Fe>Cr>Cu 铁片表面有气泡产生而且较慢 溶液由无色变浅绿色 铬片表面有气泡产生而
且较快 溶液由无色变蓝色 除去金属表面的氧化膜 Cr+H SO =CrSO+H ↑
2 4 4 2
【详解】
（1）作出猜想：由于铁、铜的活动性顺序为Fe>Cu，则金属Cr可放在前、后、中间位置；故答案为：
Fe>Cr>Cu；
（3）观察现象并得出了猜想1正确的结论，所以三种金属的活动性顺序是Cr>Fe>Cu；
铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，试管1中的实验现象是铁片表面有气泡产生而且较慢，溶液由无色变
浅绿色；
铬的活动性大于铁，硫酸亚铬（GrSO ） 溶液呈蓝色，试管2中的实验现象是铬片表面有气泡产生而且较
4
快，溶液由无色变蓝色；
（4）（结论与解释）
①实验前用砂纸打磨金属片的目的是除去金属表面的氧化膜；
②铬与稀硫酸反应生成硫酸铬和氢气，反应的化学方程式：Cr+H SO =CrSO+H ↑。
2 4 4 2
