金属性质专题（广州专版）教师版

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金属性质专题

一．金属与氧气的反应

1.镁、铝：在常温下能与空气中的氧气反应：2Mg+O22MgO 4Al+3O2=2Al2O3

铝的抗腐蚀性能好的原因：铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝

进一步氧化。

2.铁、铜：在常温下、干燥的环境中，几乎不与氧气反应，但在潮湿的空气中会生锈。

铁、铜在高温时能与氧气反应：3Fe+2O2Fe3O4 2Cu+O22CuO

3.金即使在高温时也不与氧气反应。

二．金属与酸的反应：活泼金属＋酸 → 盐＋H2↑

描述现象时，需要注意：① 如果有铁、铜元素参加反应，一定要注意溶液颜色的变化； ②

反应放热，但是只有镁和酸反应时放热现象明显。

置换反应：由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应是置换反应。

当铁单质参加置换反应时，生成物中的铁元素呈+2 价。

常见金属在溶液中的活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

1.在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。

2.在金属活动性顺序里，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）中的氢。

3.在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。

钾、钙、钠不符合这一条。它们会先和水反应生成碱和氢气，然后碱和盐反应。

三．金属与盐溶液的反应：金属＋盐→另一金属＋另一盐（条件：“前换后，盐可溶”）

在活动性顺序中，金属的距离大的，反应先发生。一个置换反应结束后，另一个置换反应才会发生。

如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒，锌会先和硫酸铜反应，反应完毕后锌才和硫酸亚铁反应。

“湿法冶金”的反应原理：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

Fe2+的盐溶液是浅绿色的，Fe3+的盐溶液是黄色的，Cu2+的盐溶液是蓝色的。

比较 Cu、Fe、Ag 三种金属的活动性顺序

①使用铁、银和溶液，一次性得出结果：（单质盐单质）

操作及现象：把铁、银分别放入硫酸铜溶液中，铁表面没有现象；而银表面会附着一层红色物质，并且

溶液会由蓝色逐渐变为无色。

②使用铜、硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液，一次性得出结果：（盐单质盐）

操作及现象：把铜分别放入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中，硫酸亚铁溶液没有现象；而在硝酸银溶液中，

铜表面会附着一层白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色。

选用试剂时，要根据金属活动性顺序表将三种金属排序，然后将排在中间的金属变成盐溶液，

或者将排在两边的金属变成盐溶液，这样才能一次性得出结果。

四．铁的冶炼

1.实验室——一氧化碳还原氧化铁

要点梳理

2.工业——高炉炼铁

设备：高炉。原料：铁矿石（赤铁矿或磁铁矿）、焦炭、石灰石、（空气）。

反应原理：C+O2CO2、CO2+C 2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。

石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅（SiO2）转变为炉渣（CaSiO3）。

产品：生铁（实验室中“炼”出的铁不含碳，而工业生产中炼出的铁含碳）。

五．铁生锈

1.铁生锈的实验（见右图）

【实验器材】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸

馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。

【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉

外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每

天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。

【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。

【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。

第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；

第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。

铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。

2.除去铁锈的方法

物理方法：刀刮、砂纸打磨。

化学方法：少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。

3.防止铁制品生锈的方法

①

保持铁制品的洁净、干燥；

②

擦干后涂一层保护膜（作用：隔绝空气、防水）。具体方法如下：

物理方法——刷漆（油漆或银粉）、涂油

化学方法——电镀其它金属（铬或锌）、烤蓝

③制成不锈钢。

金属资源的保护措施：

① 防止金属的腐蚀；

② 回收利用废旧金属；

③ 有计划、合理地开采矿物；

④ 寻找金属的代用品。（例如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等）

意义：节约金属资源和能源，降低金属的生产成本，减少对环境的污染。

植物油

干燥剂

【五年真题】

1．【2020 广州】中国科学院张青莲院士对铟、铱、锗等的相对原子质量测定作出了杰出贡献。锗是重要

的半导体材料，由锗精矿（含 GeO2、GeS2、As2O3等）制备金属锗的步骤如下：

①焙烧，GeS2转化为 GeO2，然后用盐酸溶解得到GeCl4。②用 Cl2将杂质转化为不易挥发的 H3AsO4。③加

热混合溶液使 GeCl4气化，再冷凝为液态，经过一系列转化得到GeO2。④用H2将GeO2还原为 Ge，同时H2

转化为 H2O。

（1）步骤①盐酸溶解GeO2的化学方程式为。

（2）完成步骤②除杂反应的化学方程式：AsCl3+4H2O+Cl2=H3AsO4+5HCl

（3）步骤③分离 GeCl4的方法是 B（填标号）。

A．过滤 B．蒸馏 C．升华 D．蒸发

（4）步骤④消耗 H2和生成 Ge 的质量之比为 4

： 73

。

2．【2019 广州】2019 年是国际元素周期表年。俄国化学家门捷列夫在公布元素周期表时，就

预言了当时还未发现的相对原子质最约为 68 的元素的存在，且性质与铝相似，称为“类

铝”。如图是元素周期表中“类铝”元素镓的相关信息，请同答下列问题：

（1）镓原子核外电子数为 31。

（2）金属镓与稀硫酸反应，产物中 Ga 化合价为+3 ，反应化学方程式是 2Ga+3H2SO4＝

Ga2(SO4)3+3H2↑。

（3）高纯氧化镓广泛用于生产半导体材料，其一种制备方法如下：

步骤Ⅰ：向含有硫酸的硫酸镓溶液中通入氨气(NH3)，冷却，生成 Ga(NH4)(SO4)2固体。

步骤Ⅱ：在一定条件下灼烧 Ga(NH4)(SO4)2固体，制得高纯氧化镓。

①Ga(NH4)(SO4)2中含有的带电的原子团(根)是NH4+

、 SO 42﹣

(填化学符号)。

②步骤Ⅰ反应的化学方程式是 Ga2(SO4)3+2NH3+H2SO4＝ 2Ga (NH 4)(SO4) 2↓。

3．【2018 广州】金属锰(Mn)及其化合物用途广泛。铁锰合金(锰钢)可用作大型体育场馆的网封架屋顶材

料、铁轨、桥梁等。部分锰的化合物的颜色及溶解性见下表，回答下列问题。

物质 KMnO4MnO2MnSO4Mn(OH)2MnO(OH)2

颜色暗紫色黑色白色白色棕色

溶解性易溶难溶易溶难溶难溶

(1)KMnO4读作高锰酸钾，广泛用作医药杀菌剂和防臭剂

(2)将适当比例的铁矿石(Fe2O3)、软锰矿(MnO2)、焦炭混合加入高炉，通入热空气熔炼，可得到铁锰合

金。用化学方程式表示生成金属锰的过程：

①C+O2CO2；②CO2+C 2CO；③2CO+MnO2Mn+2CO2。

(3)已知：①MnSO4+2NaOH Mn(OH═)2↓+Na2SO4； ②2Mn(OH)2+O22MnO(OH)═2

若向盛有 MnSO4溶液的试管中加入少量 NaOH 溶液，静置，预测可观察到的现象是先产生白色沉淀，

白色沉淀逐渐变为棕色。

2 4 2

GeO +4HCl=G Cl +2He O

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