人教版2024下冊/第八單元金屬和金屬材料/實驗活動5實驗15常見金屬的物理性質和化學性質【實驗目的】1．鞏固和加深對金屬性質的認識。2．進一步提高實驗設計能力。【實驗儀器】試管、試管夾、酒精燈、坩堝鉗、電池、導線、小燈泡、火柴【實驗試劑】鎂條、鋅粒、鋁片、鐵片、銅片、黃銅片（或白銅片）、稀鹽酸、稀硫酸、硫酸銅溶液、硝酸銀溶液【實驗過程】1．金屬的物理性質（1）觀察并描述鎂、鋁、鐵、銅的顏色和光澤。金屬鎂鋁鐵銅顏色銀白色銀白色銀白色紫紅色光澤金屬光澤金屬光澤金屬光澤金屬光澤（2）通過相互刻畫，比較銅片與鋁片、銅片與黃銅片（或白銅片）的硬度。實驗內容銅片和鋁片相互刻畫銅片和黃銅片（或白銅片）相互刻畫實驗現象鋁片上有劃痕銅片上有劃痕實驗結論鋁片硬度＜銅片硬度銅片硬度＜黃銅片（或白銅片）硬度請你設計并進行實驗，證明金屬具有導電性（或導熱性、或延展性）。驗證的性質實驗內容驗證的性質實驗內容驗證的性質實驗內容導電性將銅絲接入電路導熱性對鐵絲的一頭加熱，過一會兒觸摸另一頭延展性對鋅粒進行錘打2．金屬的化學性質（1）銅片在空氣中加熱。實驗操作實驗現象化學方程式用坩堝鉗夾取一塊銅片，放在酒精燈火焰上加熱銅片表面變黑2Cu+O2?2CuO金屬與酸的反應。實驗內容實驗現象化學方程式鎂條＋稀鹽酸快速產生氣泡，放熱，鎂條很快溶解Mg+2HCl==MgCl2+H2↑鋁片＋稀鹽酸產生氣泡，鋁片逐漸溶解2Al＋6HCl==2AlCl3＋3H2↑鋅粒＋稀鹽酸產生氣泡，鋁片逐漸溶解Zn＋2HCl==ZnCl2＋H2↑鐵片＋稀鹽酸緩慢產生氣泡，鐵片逐漸溶解，溶液逐漸變為淺綠色Fe+2HCl==FeCl2+H2↑銅片＋稀鹽酸無明顯現象（3）請你設計并進行實驗，比較鐵、銅、銀的金屬活動性。方案選擇的試劑實驗操作現象和結論=1\*ROMANI銅片、硫酸亞鐵溶液和硝酸銀溶液①將銅片浸入硫酸亞鐵溶液中現象：無明顯現象結論：金屬活動性_Fe_>_Cu_②將銅片浸入硝酸銀溶液中現象：銅片表面有銀白色固體析出結論：金屬活動性_Cu_>_Ag_=2\*ROMANII鐵片、銅片、硫酸銅溶液和硝酸銀溶液①將鐵片浸入硫酸銅溶液中現象：鐵片表面有紅色固體析出結論：金屬活動性_Fe_>_Cu_②將銅片浸入硝酸銀溶液中現象：銅片表面有銀白色固體析出結論：金屬活動性_Cu_>_Ag_最終結論：金屬活動性Fe>Cu>Ag1.金屬的主要物理性質（1）金屬的一些物理性質和用途用途舉例制首飾作導線制燒水壺制金屬絲、金屬箔制別針利用的物理性質有金屬光澤導電性導熱性延展性能夠彎曲（2）金屬的物理特性=1\*GB3①顏色：鐵、鋁等大多數金屬呈銀白色，但銅呈紅色，金呈黃色。=2\*GB3②狀態：在常溫下，鐵、鋁等大多數金屬是固體，但汞是液體。金屬的化學性質（1）金屬與氧氣的反應金屬反應事實反應的化學方程式鎂常溫下就能與氧氣反應2Mg+O2=2MgO鋁4Al+3O2=2Al2O3鐵常溫下幾乎不與氧氣反應，但在高溫時能與氧氣反應3Fe+2O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))Fe3O4銅2Cu+O2eq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))2CuO金即使在高溫時也不與氧氣反應（“真金不怕火煉”）（2）金屬與酸的反應根據反應時是否有氫氣產生，將金屬分為兩類。能與鹽酸、稀硫酸反應放出氫氣的金屬有鎂、鋅、鐵，其中反應的劇烈程度從高到低的順序是鎂、鋅、鐵，不能與鹽酸、稀硫酸反應放出氫氣的金屬有銅。【注意】①活潑金屬能與鹽酸、稀硫酸反應放出氫氣。金屬與酸反應越劇烈，其金屬活動性越強。②鐵與鹽酸、稀硫酸反應，生成的是二價鐵（亞鐵）的化合物FeCl2、FeSO4，而不是三價鐵的化合物。③含有Fe2＋的溶液呈淺綠色。

3.金屬活動性順序通過大量的實驗探究，歸納和總結出常見金屬在溶液中的活動性順序（填寫名稱）：化學式：KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu名稱：鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛氫銅汞銀鉑金。4.金屬活動性順序的應用（1）判斷金屬活動性的強弱：金屬的位置越靠前，它的活動性就越強。（前強后弱）（2）判斷金屬與酸的置換反應能否發生：位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。（氫前換氫）。（3）判斷金屬與其他金屬化合物溶液的置換反應能否發生：位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來。（強置換弱）。【注意】①初中階段，金屬與酸反應，所用的酸是鹽酸或稀硫酸，不考慮使用濃硫酸和硝酸（與金屬的反應復雜）。②金屬與酸或其他金屬化合物溶液的反應一般不選擇K、Ca、Na等金屬，因為它們能與水反應。5.驗證“三種金屬的活動性順序”時試劑的選擇一般采用“取中”原則，簡記為“兩金夾一液”或“兩液夾一金”。具體方法為：①先排出金屬活動性順序；②選取兩邊的金屬和中間金屬的化合物溶液，即“兩金夾一液”（或選取中間的金屬和兩邊金屬的化合物溶液，即“兩液夾一金”）。【注意】如三種金屬中有兩種金屬位于氫前面，還可采用“三金一酸”的方法（選取三種金屬和鹽酸或稀硫酸）。【典例1】（24-25九年級上·吉林松原·階段練習）金屬材料在生產生活中使用很廣泛。下列用途利用了金屬導電性的是A．鐵制鐵鍋 B．金制項鏈 C．鋁制易拉罐 D．銅制導線【答案】D【解析】A、鐵用于制作鐵鍋，是利用了金屬的導熱性，不符合題意；B、金制作項鏈，是因為金比較稀有，且有金屬光澤，不符合題意；C、鋁制飲料罐是利用了金屬具有良好的延展性，不符合題意；D、銅制導線是利用了金屬具有良好的導電性，符合題意；故選D。【典例2】（24-25九年級上·河北滄州·階段練習）我國古代煉丹家魏伯陽所著的《周易參同契》是世界上現存最早的一部煉丹專著。書中描寫道：“金入于猛火，色不奪精光。”這句話是指金的性質在強熱條件下A．容易燃燒 B．比較活潑 C．容易氧化 D．非常穩定【答案】D【解析】“金入于猛火，色不奪精光”，是指在強熱條件下，黃金顏色沒有發生變化，說明黃金在強熱條件下性質非常穩定，在強熱條件下不容易與其他物質發生化學反應。故選：D。【典例3】（24-25九年級上·湖南長沙·期末）下列物質中不能由金屬和稀酸直接反應制得的物質是A．FeSO4 B．MgCl2 C．CuSO4 D．FeCl3【答案】CD【解析】A、鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，不符合題意；B、鎂和稀鹽酸反應生成氯化鎂和氫氣，不符合題意；C、在金屬活動性順序里，銅排在氫后，銅和稀硫酸不反應，故硫酸銅不能由金屬和稀酸直接反應制得，符合題意；D、鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，不能得到氯化鐵，符合題意。故選CD。【典例4】（24-25九年級上·湖南長沙·期末）金屬活動性順序在工農業生產和科學研究中具有重要應用。為證明鐵、銅、銀三種金屬的活動性強弱，下列實驗方案能達到目的的是A．將兩根銅絲分別放入氯化亞鐵溶液、硝酸銀溶液中B．將銅絲、銀絲分別放入硫酸亞鐵溶液中C．將鐵絲、銅絲、銀絲分別伸入稀鹽酸中D．分別測試三種金屬的導電性【答案】A【解析】A、將兩根銅絲分別放入氯化亞鐵溶液、硝酸銀溶液中，銅能置換出硝酸銀中的銀，不能置換出氯化亞鐵中的鐵，說明鐵＞銅＞銀，實驗方案能達到目的；B、將銅絲、銀絲分別放入硫酸亞鐵溶液中，銅和銀都不能置換出氯化亞鐵中的鐵，說明銅和銀都沒有鐵活潑，但無法比較銅和銀的活動順序，實驗方案不能達到目的；C、將鐵絲、銅絲、銀絲分別伸入稀鹽酸中，鐵能與稀鹽酸反應，有氣泡產生，銅和銀都不與稀鹽酸反應，無現象，說明鐵排在氫前，銅和銀都排在氫后，說明銅和銀都沒有鐵活潑，但無法比較銅和銀的活動順序，實驗方案不能達到目的；D、金屬的導電性強弱與活動性強弱無關，實驗方案不能達到目的；故選A。1．（24-25九年級上·重慶·階段練習）下列化學方程式書寫正確的是A．Mg+O2MgO2 B．2HgO2Hg+O2↑C．Al+2HCl=AlCl2+H2↑ D．3Fe+2AlCl3=2Al+3FeCl2【答案】B【解析】A、氧化鎂化學式為MgO，正確化學方程式為：，故錯誤；B、化學式書寫正確，條件正確，已配平，故正確；C、鋁和鹽酸反應產生AlCl3，化學方程式為，故錯誤；D、鋁的活動性順序比鐵強，鐵不能置換鋁，故錯誤。故選B。2．（24-25九年級上·江蘇鎮江·階段練習）金屬R與Hg(NO3)2溶液反應：。下列說法不正確的是A．該反應為置換反應B．R可能是鋁C．R的金屬活動性比Hg強D．在金屬活動性順序表中，R不一定排在氫前面【答案】B【解析】A、該反應是一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物的反應，屬于置換反應，說法正確；B、由可知，R的金屬活動性比汞強；由R（NO3）2，硝酸根顯﹣1價，則R元素的化合價為+2價，鋁元素在化合物顯+3價，R不可能是鋁，說法錯誤；C、排在前面的金屬能把排在后面的金屬置換處理，由可知，R的金屬活動性比汞強，說法正確；D、R的金屬活動性比汞強，在金屬活動性順序表中，R不一定排在氫前面，如可能是銅，說法正確。故選B。3．不法分子常用“金光閃閃”的假元寶（銅鋅合金）來蒙騙人們，下列鑒別方法錯誤的是A．加鹽酸 B．測密度 C．用火燒 D．看顏色【答案】D【解析】A、銅鋅合金中的鋅能與稀鹽酸反應放出氫氣，有氣泡產生，而黃金不能與稀鹽酸反應，現象不同，可以鑒別，故選項錯誤；B、銅鋅合金的密度與金的密度不同，用測密度的方法可以鑒別，故選項錯誤；C、銅鋅合金中的銅和氧氣會生成黑色的氧化銅，而金不會與氧氣反應，現象不同，用火燒可以鑒別，故選項錯誤；D、假元寶和金均為金黃色固體，用看顏色的方法無法鑒別，故選項正確；故選：D。4．（24-25九年級上·河北唐山·階段練習）室溫時，利用壓強傳感器研究質量相同鎂片和鋅片分別與等濃度、等質量稀鹽酸反應的實驗如圖甲，壓強傳感器測得裝置內壓強隨時間的變化關系如圖乙。下列說法正確的是A．根據壓強變化推測兩個反應都有熱量放出B．反應結束后一定有剩余C．曲線②是與稀鹽酸反應的壓強變化曲線D．曲線①的壓強上升比曲線②高，說明①產生總量更多【答案】A【解析】A、鎂、鋅均能與稀鹽酸反應生成氫氣，由圖乙可知，隨著反應的進行，曲線①②的壓強都是先增大，后小幅下降，可推測兩個反應都有熱量放出，說法正確，符合題意；B、由圖乙可知，曲線①②的最終壓強相等，說明鎂、鋅與稀鹽酸反應生成的氫氣質量相等，根據化學方程式、，生成氫氣質量相等時，消耗鎂、鋅的質量比為24:65，因此反應結束后鎂片一定有剩余，而鋅片不一定有剩余，說法錯誤，不符合題意；C、鎂的金屬活動性比鋅強，則曲線①是與稀鹽酸反應的壓強變化曲線，說法錯誤，不符合題意；D、由圖乙可知，曲線①②的最終壓強相等，說明質量相同的鎂片和鋅片分別與等濃度、等質量稀鹽酸反應生成的氫氣質量相等，說法錯誤，不符合題意。故選：A。5．向等質量、等濃度的稀硫酸中分別加入足量的鎂和鋁，下列圖像正確的是A． B．C． D．【答案】C【分析】由題意可知，金屬足量，酸是等量，則產生的氫氣一樣多，鎂的活動性大于鋁，反應速率鎂的快一些；由反應的化學方程式、可知，參加反應的鋁的質量少些；【解析】A、由分析可知，鎂的活動性強于鋁，反應速率鎂應大于鋁，金屬鎂對應的曲線斜率應大于鋁，故選項A錯誤；B、由分析可知，24份鎂生成2份氫氣，18份鋁生成2份氫氣，等量金屬鎂生成氫氣小于鋁，故選項B錯誤；C、由分析可知，反應金屬質量相等是鋁生成的氫氣多，則溶液增重小，鎂增重大，最終鋁生成的氫氣多于鎂，則溶液質量小于鎂，故選項C正確；D、由分析可知，根據反應的化學方程式、,可知等量金屬反應率消耗的酸更多，則鋁使酸減少的多，故選項D錯誤；故選：C。6．興趣小組通過下列實驗探究金屬的性質。實驗一：將硬鋁片（鋁合金）和鋁片相互刻畫，鋁片表面出現劃痕實驗二：將鋅粒放入過量稀硫酸中，持續產生氣體，最終固體消失實驗三：將銅絲放入硝酸銀溶液中，一段時間后取出，溶液變成藍色根據上述實驗現象下列說法錯誤的是A．實驗一說明硬鋁的硬度比鋁的大B．實驗二所得的溶液中溶質為ZnSO4C．實驗三

說明銅的活動性比銀的強D．實驗三反應后所得溶液的質量減小【答案】B【解析】A、實驗一中，將硬鋁片(鋁合金)和鋁片相互刻畫，鋁片表面出現劃痕，說明硬鋁的硬度大，故選項說法正確；B、實驗二中，鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，持續產生氣體，最終固體消失，說明稀硫酸過量，故所得溶液中的溶質為硫酸鋅和硫酸，故選項說法錯誤；C、將銅絲放入硝酸銀溶液中，一段時間后取出，溶液變成藍色，說明銅和硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，說明銅的活動性比銀的強，故選項說法正確；D、根據銅和硝酸銀反應生成銀和硝酸銅，反應的化學方程式為：，質量關系可知，每64份的銅可以置換出216份的銀，因此固體的質量增加，溶液的質量減小，故選項說法正確。故選：B。7．（24-25九年級上·河南商丘·階段練習）鐵、鋅、銅、鋁等金屬與我們的日常生活密不可分，請根據所學知識回答：(1)鋁塊能制成鋁箔，是利用了鋁的。(2)鐵、鋅、銅三種金屬，其中不能與稀硫酸發生反應的是，請寫出能和稀硫酸反應的一個化學方程式。(3)下列試劑驗證鋁、鐵、銅這三種金屬的活動性順序，能達到目的的是______（填字母序號）。A．硫酸鋁溶液、鐵片、銅片B．硫酸亞鐵溶液、鋁片、銅片C．硫酸銅溶液、鋁片、鐵片【答案】(1)延展性(2)銅Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑/Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(3)B【解析】（1）金屬鋁具有良好的延展性，所以鋁塊能制成鋁箔；（2）銅的金屬活動順序排在氫后，不能與稀硫酸反應；鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，方程式為：；鋅與硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，方程式為：；（3）A.鐵和銅都不與硫酸鋁溶液反應，說明鐵和銅都排在鋁的后面，但是不能說明鐵和銅的順序，故A錯誤；B.鋁能與硫酸亞鐵反應，說明鋁在鐵的前面，銅不與硫酸亞鐵反應，說明鐵在銅的前面，能證明鋁、鐵、銅的順序，故B正確；C.鋁和鐵都能與硫酸銅溶液反應，說明鋁和鐵在銅的前面，但是不能說明鋁和鐵的順序，故C錯誤；故選：B。8．金屬在生產和生活中應用極為廣泛。(1)生鐵和鋼是兩種含碳量的鐵合金（填“相同”或“不同”）。(2)日常生活中，適合制作電纜的金屬是（填標號）。A．金 B．銅 C．汞 D．鎢(3)下列生活用品利用金屬良好導熱性的是（填序號）。A．鍍鉻水龍頭 B．鑄鐵暖氣片 C．包糖果的鋁箔(4)焊接鋼軌的反應原理是鋁與氧化鐵在高溫條件下反應生成鐵和氧化鋁，該反應的化學方程式為。【答案】(1)不同(2)B(3)B(4)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3【解析】（1）鋼是含碳量在0.03%-2%之間，生鐵是含碳量2%-4.3%的鐵碳合金，生鐵和鋼是兩種含碳量不同的鐵合金；（2）適合制作電纜的金屬應該具有良好的導電性，且價格還應該便宜；A、金具有導電性，但是價格昂貴，不符合題意；B、銅具有良好的導電性，且價格低廉，符合題意；C、汞在常溫下是液態，不符合題意；D、鎢的價格較高，導電性比銅、鋁差，且通電容易發熱，不適合制作電纜，不符合題意；故選B；（3）A、鍍鉻水龍頭是利用鉻金屬的硬度大，不符合題意；B、鑄鐵暖氣片是利用鑄鐵的導熱性，符合題意；C、包糖果的鋁箔是利用鋁的延展性，不符合題意；故選：B；（4）焊接鋼軌的反應原理是鋁與氧化鐵在高溫條件下反應生成鐵和氧化鋁，該反應的化學方程式為2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。9．某化工廠從含銅廢料中回收銅以節約成本，部分實驗流程如圖所示。（提示：含銅廢料中，除銅外其余物質不與氧氣或稀硫酸反應且不溶于水）。下列關于該流程的分析，錯誤的是A．“灼燒”的主要目的是將Cu轉化為CuOB．“酸浸”過程中發生的反應為置換反應C．操作Ⅰ得到的溶液中含有的陽離子是D．向固體物質Y中加入足量稀硫酸，充分反應后過濾、洗滌、干燥得到銅【答案】B【解析】A、“灼燒”將Cu轉化為CuO，利用CuO與稀硫酸反應可將CuO轉化為可溶性的，過濾，從而達到了將Cu與不溶物分離的目的，A選項正確；B、“酸浸”過程中，CuO與反應生成和，發生的反應為復分解反應，B選項錯誤；C、操作Ⅰ得到的濾液中溶質是和，含有的陽離子是，C選項正確；D、向固體物質Y中加入稀硫酸至固體不再溶解，鐵與稀硫酸反應轉化為可溶性的硫酸亞鐵，過濾，加水2~3次洗滌濾渣，干燥，得到純凈的銅，D選項正確。故選：B。10．取一定量的Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反應后過濾，得到固體和濾液。下列說法中正確的個數有①固體中只有Ag時，濾液一定呈藍色

②固體中有Cu和Ag時，濾液一定呈無色③固體中一定有Ag，濾液中可能有AgNO3④固體中可能有Cu，濾液中一定有Mg(NO3)2⑤濾液中最少有一種溶質，最多可能有三種溶質A．1個 B．2個 C．3個 D．4個【答案】D【分析】三種金屬的活動性順序為：Mg＞Cu＞Ag，向含硝酸銀、硝酸銅的混合溶液加入一定量Mg，Mg先與硝酸銀反應生成硝酸鎂和銀單質，后與硝酸銅反應生成硝酸鎂和銅單質。根據鎂的量，可分為五種情況：Ⅰ、鎂不足，只與部分硝酸銀反應，此時濾液的溶質有硝酸鎂、硝酸銀、硝酸銅，固體有銀，濾液顏色為藍色；Ⅱ、鎂剛好與硝酸銀完全反應，此時濾液的溶質有硝酸鎂、硝酸銅，固體有銀，濾液顏色為藍色；Ⅲ、鎂與部分硝酸銅反應，此時濾液的溶質有硝酸鎂、硝酸銅，固體有銀、銅，濾液顏色為藍色；Ⅳ、鎂剛好與硝酸銅完全反應，此時濾液的溶質只有硝酸鎂，固體有銀、銅，濾液顏色為無色；Ⅴ、鎂過量，此時濾液的溶質只有硝酸鎂，固體有銀、銅、鎂，濾液顏色為無色。【解析】①固體中只有Ag時，屬于情況Ⅰ，濾液一定呈藍色，①正確；②固體中有Cu和Ag時，屬于情況Ⅲ或Ⅳ，濾液可能為藍色，也可能為無色，②錯誤；③固體中一定有Ag，情況Ⅰ時，濾液中有AgNO3，③正確；④情況Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ時，固體中有Cu，而濾液中一定有Mg(NO3)2，④正確；⑤濾液中最