常见金属的物理性质和化学性质
通过实验认识金属的物理性质；认识金属与氧气、稀盐酸和某些盐溶液的反应，学会设计实验比较金属的活动性。
动手做实验 · Virtual Lab
打磨、刻画、通电、加热，再比一比谁更活泼
正在搭建 3D 实验台
第 1 步
金属的物理性质
桌上有镁条、铝片、铁片、铜片和黄铜片。先用砂纸打磨，观察颜色和光泽；再相互刻画，比较硬度；最后把它们接入电路，看小灯泡亮不亮。
有的金属表面发暗，那是氧化膜或者锈。先用砂纸打磨。
文字版：器材、步骤与结论适合备课、打印+
器材
- 镁条
- 铝片
- 锌粒
- 铁片
- 铜片
- 黄铜片
- 银丝
- 砂纸
- 干电池
- 小灯泡
- 导线
- 坩埚钳
- 酒精灯
- 陶土网
- 试管
- 试管架
- 木条
- 火柴
- 稀盐酸
- 硫酸亚铁溶液
- 硫酸铜溶液
- 硝酸银溶液
记忆口诀
两金夹一盐，两盐夹一金
比较三种金属的活动性：把另外两种金属放进活动性居中的那种金属的盐溶液里；或者把活动性居中的金属放进另外两种金属的盐溶液里。
- 01
用砂纸打磨镁条、铝片、铁片、铜片和黄铜片，观察它们的颜色和光泽。
- 02
把铜片和铝片、铜片和黄铜片分别相互刻画，比较它们的硬度。
- 03
用干电池、小灯泡和导线连成电路，把金属片接入电路，观察小灯泡是否发光，可以用塑料片作对照。
- 04
用坩埚钳夹取一块铜片，放在酒精灯火焰上加热，观察铜片表面的变化。用坩埚钳夹住一段打磨过的镁条，在酒精灯上点燃，移到陶土网上方观察。
要点镁条燃烧时发出耀眼的白光，不要直视。
- 05
向 5 支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片，各加入约 5 mL 稀盐酸，比较反应的剧烈程度；用燃着的木条检验产生的气体。
- 06
设计实验比较铁、铜、银的金属活动性。例如：把打磨过的铁片放入硫酸铜溶液中，把铜片放入硝酸银溶液中，观察现象。
要点金属片放入溶液之前，要用砂纸打磨，除去表面的锈和油污。
现象
打磨后的金属都有金属光泽：镁、铝银白色，铁银灰色，铜紫红色，黄铜黄色。铜片和铝片相互刻画，铝片上留下划痕；铜片和黄铜片相互刻画，铜片上留下划痕。接入金属片，小灯泡发光。铜片加热后表面变黑；镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体。镁、铝、锌、铁与稀盐酸反应产生气泡，剧烈程度依次减弱，铁的那支试管里溶液逐渐变成浅绿色；铜没有明显变化；产生的气体遇燃着的木条发出「噗」的一声，火焰呈淡蓝色。铁片放入硫酸铜溶液中，表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变成浅绿色；铜片放入硝酸银溶液中，表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色变成蓝色。
结论
金属有金属光泽，能导电；合金的硬度一般比组成它的纯金属大。金属能与氧气、稀盐酸和某些盐溶液反应，不同金属的活动性不同：镁 > 铝 > 锌 > 铁 > 铜，铁 > 铜 > 银。
记忆口诀
钾钙钠镁铝，锌铁锡铅氢，铜汞银铂金
金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au，从左到右活动性逐渐减弱。
01 — Principle
实验原理
金属一般有金属光泽，有良好的导电性、导热性和延展性；合金的硬度一般比组成它的纯金属大。不同金属的化学活动性不同：越活泼的金属，与氧气、酸的反应越容易、越剧烈。在金属活动性顺序里，排在氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；排在前面的金属能把排在后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。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，金属活动性由强逐渐减弱。
02 — Pitfalls
易错点
Q1做金属与酸的实验前，为什么要用砂纸打磨金属？+
金属表面常有一层氧化膜、锈或者油污，会阻碍金属和酸接触，使反应变慢，甚至看不到现象。铝表面的氧化铝薄膜很致密，不打磨的话，铝和稀盐酸刚开始反应很慢。
Q2比较铁、铜、银三种金属的活动性，最少要做几个实验？+
两个。可以「两金夹一盐」：把铁片和银丝分别放进硫酸铜溶液；也可以「两盐夹一金」：把铜片分别放进硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液；还可以把铁片放进硫酸铜溶液、铜片放进硝酸银溶液。
Q3铁和稀盐酸、硫酸铜溶液反应，生成的是氯化铁、硫酸铁吗？+
不是。铁和稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液等发生置换反应时，生成的是亚铁盐：Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑，Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu，溶液是浅绿色的。
Q4为什么不能用铁制容器配制、盛放波尔多液（含硫酸铜）？+
铁比铜活泼，会和硫酸铜反应：Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu，容器被腐蚀，药液也失效了。
03 — Practice
典型例题
例 1
下列金属中，不能与稀盐酸反应产生氢气的是（ ）
例 2
把打磨过的铁片放入硫酸铜溶液中，一段时间后观察到（ ）
例 3
黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留下了划痕，说明（ ）
例 4
X、Y、Z 三种金属，只有 X 能和稀盐酸反应；把 Y 放入 Z 的盐溶液中，Y 的表面有 Z 析出。三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
04 — In Life
生活中的应用
金属与盐溶液的置换反应
湿法炼铜
我国古代就知道铁和硫酸铜溶液反应能得到铜（「曾青得铁则化为铜」），这是湿法冶金的先驱。
金的化学性质很稳定
真金不怕火炼
金即使在高温时也不和氧气反应，所以金首饰能长久保持光泽。
铝表面有致密的氧化膜
铝制品耐腐蚀
铝和空气中的氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步被氧化，所以铝制品不容易被腐蚀。
05 — Extension
拓展
拓展：金属的化学性质和活动性顺序
| 排在氢前面的金属（如镁、铝、锌、铁） | 排在氢后面的金属（如铜、银、金） | |
|---|---|---|
| 与氧气 | 镁、铝在常温下就能和氧气反应 | 铜在加热时反应，金在高温时也不反应 |
| 与稀盐酸、稀硫酸 | 能反应，放出氢气，越靠前越剧烈 | 不反应 |
| 与盐溶液 | 能把排在后面的金属从它们的盐溶液里置换出来 | 铜能置换出硝酸银溶液中的银 |
金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au。K、Ca、Na 太活泼，放进盐溶液里会先和水反应。
06 — Safety
安全提示
- 镁条燃烧时发出耀眼的白光，不要直视；在陶土网上方进行，防止灼热的白色固体烫坏桌面。
- 加热后的金属和坩埚钳很烫，不要用手触摸，冷却后再收拾。
- 稀盐酸、硝酸银溶液有腐蚀性，硝酸银沾到皮肤上会留下黑色的斑，要小心取用。
- 检验产生的气体时，试管口不要对着人。