釋析“金屬的化學(xué)性質(zhì)”

朱建紅

金屬不僅與人們的日常生活息息相關(guān)，而且在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防科技、航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的用途。金屬的用途不僅與它們的物理性質(zhì)有著密切關(guān)系，而且與它們的化學(xué)性質(zhì)有密切關(guān)系。

一、金屬與氧氣的反應(yīng)

大多數(shù)金屬都能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度是不同的。鎂、鋁等在常溫下就能與氧氣反應(yīng);鐵、銅等在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng)，但在高溫時能與氧氣反應(yīng);金在高溫時也不與氧氣反應(yīng)。

例1 下列關(guān)于金屬與氧氣反應(yīng)的敘述中正確的是（? ）。

A.所有的金屬在常溫下都能與氧氣反應(yīng)

B.鎂只有在高溫時才能與空氣中的氧氣反應(yīng)

C.“真金不怕火煉”說明即使高溫下金也不與氧氣反應(yīng)

D.金屬與氧氣反應(yīng)都必須點(diǎn)燃或加熱

解析 不是所有的金屬在常溫下都能與氧氣反應(yīng)，如銅在空氣中加熱才能與氧氣反應(yīng)，A項(xiàng)錯誤;鎂在常溫時就能與空氣中的氧氣反應(yīng)，B項(xiàng)錯誤;“真金不怕火煉”說明金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使高溫下金也不與氧氣反應(yīng)，C項(xiàng)正確;金屬與氧氣反應(yīng)不一定必須點(diǎn)燃或加熱，如鎂、鋁在常溫下就能與氧氣反應(yīng)，D項(xiàng)錯誤。故答案為C項(xiàng)。

例2 現(xiàn)有甲、乙、丙3種金屬，分別與空氣和氧氣反應(yīng)，現(xiàn)象見表1。

根據(jù)表1信息，這3種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋? ）。

A.甲>丙>乙?? B.甲>乙>丙

C.乙>丙>甲?? D.丙>乙>甲

解析 金屬越活潑，越容易與氧氣反應(yīng)，反應(yīng)越劇烈，則根據(jù)3種金屬分別與空氣和氧氣的反應(yīng)現(xiàn)象可以判斷這3種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)榧?丙>乙。故答案為A項(xiàng)。

二、金屬與鹽酸或稀硫酸的反應(yīng)

金屬與鹽酸或稀硫酸能否反應(yīng)，可反映金屬的活動性。鎂、鋅、鐵都能置換出鹽酸或稀硫酸中的氫，而銅與鹽酸或稀硫酸不反應(yīng)，這說明鎂、鋅、鐵的金屬活動性比銅的強(qiáng)。

例3 下列物質(zhì)中，不能用金屬跟鹽酸直接反應(yīng)而制得的是（? ）。

A.FeCl2 B.CuCl2

C.MgCl2 D.ZnCl2

解析 鎂、鋅、鐵都能與鹽酸反應(yīng)，在生成氫氣的同時分別生成MgCl2、ZnCl2和FeCl2，而銅與鹽酸不反應(yīng)，則不能用銅和鹽酸制得CuCl2。故答案為B項(xiàng)。

三、置換反應(yīng)

由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。掌握置換反應(yīng)的概念是判斷一個化學(xué)反應(yīng)是否是置換反應(yīng)的關(guān)鍵。

例4 （2020年湖南省湘西州中招試題）下列化學(xué)反應(yīng)中不屬于置換反應(yīng)的是（? ）。

A.Fe+H2SO4FeSO4+H2↑

B.CO+CuO△Cu+CO2

C.Cl2+2NaI2NaCl+I2

D.Fe+CuSO4Cu+FeSO4

解析 根據(jù)置換反應(yīng)的概念可知，A、C、D項(xiàng)的化學(xué)反應(yīng)均屬于置換反應(yīng);而B項(xiàng)的化學(xué)反應(yīng)不屬于置換反應(yīng)（B項(xiàng)的化學(xué)反應(yīng)不屬于四種基本類型的反應(yīng)）。故答案為B項(xiàng)。

四、金屬活動性順序及其應(yīng)用

在金屬活動性順序中，按照“K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au”的順序，金屬活動性由強(qiáng)逐漸減弱。金屬活動性順序有著重要的應(yīng)用：在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強(qiáng);位于氫前的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫;位于前面的金屬能把后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來。

例5 把一枚無銹鐵釘放在硝酸銅溶液中，一段時間后，可觀察到的現(xiàn)象是（? ）。

A.溶液藍(lán)色變淺直至無色

B.鐵釘表面析出紅色物質(zhì)

C.產(chǎn)生大量氣泡

D.溶液質(zhì)量增加

解析 在金屬活動性順序中，鐵位于銅的前面，鐵的金屬活動性比銅強(qiáng)，鐵能夠與硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，則溶液藍(lán)色變淺直至淺綠色，鐵釘表面析出紅色物質(zhì)，沒有氣泡產(chǎn)生，溶液質(zhì)量減少（因每56份質(zhì)量的鐵可置換出64份質(zhì)量的銅）。從而可知，只有B項(xiàng)正確。故答案為B項(xiàng)。

例6 （2020年山東省聊城市中招試題）把X、Y、Z 3種金屬分別加入稀鹽酸中，Y表面有氣泡產(chǎn)生，X、Z無明顯變化;再把X放到Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有固體析出。則三種金屬的活動性順序是（? ）。

A.Y>X>Z??? B.Y>Z>X

C.X>Z>YD.Z>X>Y

解析 因把X、Y、Z 3種金屬分別加入稀鹽酸中，Y表面有氣泡產(chǎn)生，X、Z無明顯變化，則根據(jù)金屬活動性順序可知，Y在金屬活動性順序中位于氫之前，X、Z在金屬活動性順序中位于氫之后;因再把X放到Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有固體析出，則X的金屬活動性比Z強(qiáng);從而可知，三種金屬的活動性順序是Y>X>Z。故答案為A項(xiàng)。

例7 （2020年遼寧省本溪市中招試題）將一定質(zhì)量的Zn放入Cu（NO3）2和AgNO3的混合溶液中，充分反應(yīng)后過濾，得到濾渣和濾液，下列說法錯誤的是（? ）。

A.濾渣中只含有Ag時，濾液一定呈藍(lán)色

B.濾渣中含有Cu和Ag時，濾液一定呈無色

C.濾渣中含有Zn時，濾液中的溶質(zhì)只有Zn（NO3）2

D.濾渣中含有Cu時，濾液中的溶質(zhì)一定沒有AgNO3

解析 將一定質(zhì)量的Zn放入Cu（NO3）2和AgNO3的混合溶液中，Zn先與AgNO3反應(yīng)生成Ag和Zn（NO3）2;AgNO3反應(yīng)完后，如果Zn有剩余，Zn會繼續(xù)與Cu（NO3）2反應(yīng)生成Cu和Zn（NO3）2。濾渣中只含有Ag時，說明Cu（NO3）2沒有反應(yīng)，則濾液一定呈藍(lán)色，A項(xiàng)正確;濾渣中含有Cu和Ag時，如果Cu（NO3）2是部分參加反應(yīng)，則濾液中含有Cu（NO3）2，溶液呈藍(lán)色，B項(xiàng)錯誤;濾渣中含有Zn時，說明Cu（NO3）2和AgNO3都反應(yīng)完，則濾液中的溶質(zhì)只有Zn（NO3）2，C項(xiàng)正確;濾渣中含有Cu時，說明AgNO3反應(yīng)完，則濾液中的溶質(zhì)一定沒有AgNO3，D項(xiàng)正確。故答案為B項(xiàng)。

（收稿日期：2021-09-10）