内容正文:
2025
教与学
中考必备
化 学
第一部分 教材基础知识过关
学习主题三 物质的性质与应用
第7节 金属的化学性质和金属活动性顺序(2~12分)
2025教与学 中考必备 化学
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目 录
CONTENTS
01
课标要求
02
知识网络
03
知识梳理
04
考点精练
05
中考新维度
06
重点实验
通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质及金属活动性顺序。
课标要求
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知识网络
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知识梳理
1. 金属的化学性质(2020~2024考)
(1)与氧气反应:(金属+氧气→金属氧化物)
反应条件 金 属 现 象 化学方程式
①点燃 铁 剧烈燃烧, _____________,放热,生成 ____色固体 _____________________
镁 剧烈燃烧,发出_____________ ,放热,生成______ 色固体 _____________________
②加热 铜 铜在空气中加热,表面变成_____ 色 _____________________
③常温 铝 常温下表面光泽变暗(因为表面生成了一层致密的氧化铝薄膜)(铝耐腐蚀的原因) _____________________
火星四射
黑
3Fe+2O2===== Fe3O4
点燃
耀眼白光
白
2Mg+O2 ===== 2MgO
点燃
黑
2Cu+O22CuO
4Al+3O2 == 2Al2O3
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(2)与酸反应:(氢前金属+酸→盐+H2↑)
金属 现象 化学方程式
①镁 反应剧烈,产生大量气泡,容器外壁__________ 稀盐酸:__________________________________
稀硫酸:___________________________________
②铝 反应剧烈,产生大量气泡,放出热量 稀盐酸:__________________________________
稀硫酸:__________________________________
发烫
Mg+2HCl=== MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4=== MgSO4+H2↑
2Al+6HCl=== 2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4=== Al2(SO4)3+3H2↑
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金属 现象 化学方程式
③锌 反应较剧烈,产生气泡,放出热量 稀盐酸:_____________________________________
稀硫酸:______________________________________
④铁 反应缓慢,产生气泡,溶液由_______色变成__________色,放出热量 稀盐酸:______________________________
稀硫酸:______________________________
Zn+2HCl=== ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4=== ZnSO4+H2↑
无
浅绿
Fe+2HCl=== FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4 === FeSO4+H2↑
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(3)与盐溶液反应:[金属(前)+盐→新金属(后)+新盐]
举例 现象 化学方程式
①铁和硫酸铜 铁表面析出________色固体,溶液由______色变为_________色 _____________________________________
②铝和硫酸铜 铝表面析出_________色固体,溶液由_______色变为__________色 _____________________________________
③铜和硝酸银铜 表面析出__________色固体,溶液由_________色变为_________色 _____________________________________
红
蓝
浅绿
红
蓝
无
Fe+CuSO4=== Cu+FeSO4
2Al+3CuSO4=== 3Cu+Al2(SO4)3
银白
无
蓝
Cu+2AgNO3=== Cu(NO3)2+2Ag
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【特别提醒】①浓硫酸和硝酸具有强氧化性,与金属反应后不产生H2而是生成水;②与金属反应的盐必须可溶;③铁与酸或盐反应时,得到的是亚铁盐(Fe2+),而不是铁盐;④K、Ca、Na与盐反应时是先与盐中的水反应,而不是直接置换盐中的金属;⑤盐溶液的颜色:一般来说,铜盐溶液呈__________色,铁盐溶液呈__________色,亚铁盐溶液呈______________色。
蓝
黄
浅绿
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(4)铁与物质反应的关系图如图3-7-1所示。(“—”表示物质可以相互发生反应,“→”表示物质间存在转化关系),写出序号代表反应的化学方程式:
①________________________________________
②________________________________________
③________________________________________
④________________________________________
⑤________________________________________
⑥________________________________________
⑦________________________________________
Fe+2HCl=== FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4=== FeSO4+H2↑
Fe+CuCl2==== Cu+FeCl2
Fe+2AgNO3==== 2Ag+Fe(NO3)2
3Fe+2O2 ======= Fe3O4
点燃
Fe2O3+3CO======= 3CO2+2Fe
高温
Fe3O4+4CO======= 4CO2+3Fe
高温
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(2)应用:①根据所发生的反应的情况判断金属的活泼性强弱,金属位置越靠前,它的活动性就越________,反应速度越________;②判断金属与酸能否发生反应;③判断金属与盐溶液能否发生反应及反应后滤液、滤渣的成分;④用于物质除杂试剂的选择;⑤比较三种金属活动性顺序可采取“两金夹一盐”或“两盐夹一金”的方案。
强
快
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判断下列说法的正误,正确的在后面的括号里画“√”,错误的画“×”。
1. 铜、银能与稀盐酸反应,产生氢气。( )
2. 金属铝比铁更活泼,所以铝制品更易被腐蚀。( )
3. 单质铁与硫酸溶液反应,溶液变黄色,生成硫酸铁。( )
4. 工业上可以利用单质铁回收硫酸铜溶液中的金属铜。( )
5. 金属活动性顺序可作为金属能否在溶液中发生置换反应的一种判断依据。( )
×
×
×
√
√
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考点精练
考点1 金属的化学性质(5年5考:2024年第12、20题,2023年第12题,2022年第15题,2021年第15、19题,2020年第16题)
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【例1】(广东地区选择题节选)判断正误,正确的在后面括号里打“√”,错误的打“×”。
(1)(2024广东)Cu与O2生成CuO的反应,该反应的基本反应类型是氧化反应。( )
(2)(2023深圳)隔绝氧气或者水可以防止铁生锈。( )
(3)(2024深圳)辨别黄铜合金和黄金,用酒精灯烧。( )
(4)(2023广东)回收铝制易拉罐是因为铝易与氧气反应。
( )
(5)(2020广州)点燃时铁丝可与氧气迅速反应生成铁锈。( )
(6)(2021广东)在足量的氧气中灼烧可除去铁粉中的碳粉。( )
×
√
√
×
×
×
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【例2】(2020广东节选)2020年6月23日,我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星,化学材料在其中起到了重要作用。
(1)铝合金和钛合金被广泛用于航天工业。一般情况下,铝合金的强度和硬度比纯铝的__________(填“高”或“低”)。
高
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(2)写出铝与稀盐酸反应的化学方程式:_____________________
_________________,其基本反应类型是______________。
(3)室温下,钛与水、稀盐酸和稀硫酸均不反应,可判断钛的金属活动性比铝的______________(填“强”或“弱”)。
2Al+6HCl===
2AlCl3+3H2↑
置换反应
弱
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1. (2024陕西)关于铝、铁、银三种金属,下列有关说法正确的是( )
A. 三种金属在空气中均易锈蚀
B. 用稀硫酸可以区分三种金属
C. 用铁、银和硝酸铝溶液可以验证三种金属的活动性顺序
D. 三种金属均是生活中常用导线的制作材料
B
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2. (2023重庆)铁和铜在自然环境中都能被腐蚀。下列不能说明铁比铜活泼的事实是( )
A. 历史上铜比铁使用更早
B. 铁的文物比铜的稀有
C. 氧化铁能与盐酸反应而铜单质不能
D. 铁能与硫酸铜溶液反应
C
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3. (2024泸州改编)鲁教版教材《化学(九年级下册)》62页“多识一点”有如下介绍:铝在常温下很容易跟氧气发生反应,生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。据此,某课外学习小组开展了系列性质探究予以证明。已知熔点:铝660 ℃,氧化铝2 054 ℃;沸点:铝2 327 ℃。回答相关问题:
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【实验1】如图3-7-2所示,用火焰喷枪的火焰(温度800~1 300 ℃)从下往上灼烧铝片,观察到下端形成一个呈鼓胀状态的“小泡”。
(1)铝在常温下跟氧气发生__________(填基
本反应类型)反应。
(2)形成鼓胀“小泡”现象既能证明
__________________________________________________,还能证明铝的熔点低于氧化铝,“小泡”内装的铝呈_____________态。
化合
铝能和氧气反应生成致密坚固的氧化铝薄膜
液
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【实验2】将铝片浸入8%的硫酸铜溶液中。
(3)开始1 min内无明显现象,该事实______________(填“能”或“不能”)证明氧化铝薄膜的致密性。
(4)2 min左右铝片表面逐渐析出红色物质。写出生成红色物质的化学方程式:_______________________________________________。
不能
2Al+3CuSO4=== Al2(SO4)3+3Cu
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考点2 金属的活动性顺序(5年4考:2023年第15题,2022年第21题,2021年第21题,2020年第16题)
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【例3】(2023广州)钴(Co)的金属活动性与铁相似,钴的化合物相关性质如下。下列预测合理的是( )
B
物 质 CoO Co(OH)₂ CoCl₂ CoCO₃
在水中的溶解性 难溶,灰绿色固体 难溶,粉红色固体 易溶,溶液呈粉红色 难溶,粉红色固体
A. Co能从MgCl2溶液中置换出Mg
B. CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C. CoCO3能与盐酸反应生成H2
D. Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得
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【例4】(2021广东节选)农药波尔多液由胆矾和石灰乳等配制而成。不能用铁桶来配制波尔多液,因为铁的金属活动性比铜的 ______________(填“强”或“弱”)。
【例5】(2023广州节选)湿法冶金利用置换反应。向Cu(NO3)2、AgNO3混合液中加入铁粉,充分反应后过滤。若滤渣中有两种金属,则滤液中一定不含的金属阳离子是____________________。
强
银离子 (或Ag+)
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考点点拨 金属越活泼,越易与氧气反应;金属越活泼,与酸反应越容易,反应程度越剧烈;金属与盐溶液反应,在金属活动性顺序中,位于前面的金属能将位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。
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4. (2024重庆)中国应用的湿法炼铜技术,是对世界化学史的一个贡献。现将一根光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应。下列说法的组合中正确的是( )
①反应能证明两种金属的活动性
②反应后溶液的质量增加
③反应生成的溶质为硫酸铁
④反应后固体表面附着一层红色物质
A. ①④ B. ②③ C. ①②④ D. ②③④
A
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5. (2024齐齐哈尔)将一定质量的铁粉放入硝酸锌和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是( )
A. 若滤液呈浅绿色,则滤液中只含有硝酸亚铁
B. 若滤渣中的成分能被磁铁吸引,则滤渣中一定含有两种金属
C. 若向滤液中加入锌片,有固体析出,则滤液中一定含有硝酸银
D. 将所得滤渣洗涤、干燥后称量,质量可能与所加铁粉的质量相等
B
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6. (2024湖北)《宋会要辑稿》记载:“浸铜之法,先取生铁打成薄片……浸渍数日,铁片为胆水(硫酸铜溶液)所薄,上生赤煤,取出刮洗……入炉烹炼……方成铜。”下列理解错误的是( )
A. “打成薄片”增大了反应的接触面积
B. “铁片为胆水所薄”发生了置换反应
C. “上生赤煤”指铁片上生成了红色的煤
D. “浸铜之法”可知铁的金属活动性比铜强
C
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考点3 金属资源的综合利用流程(5年2考:2024年第20题,2022年第21题)
【例6】(2024广东)铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图3-7-3甲所示。
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(1)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是_____________________
___________________________________________________________。
(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应属于______________(填基本反应类型)。“操作1”的目的是除去难溶性固体杂质,该操作名称为______________。
(3)“制箔”中,发生反应的化学方程式:2CuSO4+2H2O ====
2Cu+O2↑+2X,X的化学式为______________。物质X可用于____________和______________工序。
增大反应物之
间的接触面积,使反应更快更充分
化合反应
过滤
通电
H2SO4
溶铜
酸洗
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(4)“制箔”中,需生产抗拉强度大于355 MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图3-7-3乙可知,温度应控制在_____________(填字母)内。
A. 45~49 ℃ B. 50~52 ℃
C. 53~55 ℃ D. 56~60 ℃
(5)“酸洗”后,用熟石灰中和酸性废液,其反应的化学方程式为__________________________________________________。
C
Ca(OH)2+H2SO4=== CaSO4+2H2O
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【例7】(2022广东)铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图3-7-4所示。
(1)“搅拌”时发生的反应利用了Fe的金属活动性比Cu的___________(填“强”或“弱”)。
强
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(2)“过滤”后滤液的主要成分是______________(填化学式)。
(3)若用该工艺制备了1 000 g铁铜双金属粉末产品,其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量。(写出计算过程)
FeSO4
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(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行,产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图3-7-5所示。若(3)中产品是在500 ℃时干燥还原后得到的,则其中最多含铁元素______________g(产品中只含三种元素)。
804
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7. (2023岳阳)为了防止环境污染,工厂废液需经过处理达标后才能排放。某电镀厂为了减少对水的污染并节约成本,从排放的废液(主要含ZnSO4、FeSO4和CuSO4)中回收金属铜、铁以及工业原料ZnSO4,设计了如图3-7-6所示的工艺流程。
C
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(1)步骤Ⅰ中分离固体A和溶液C的操作名称是______________。
(2)物质Y的化学式为______________。
(3)请写出步骤Ⅲ中生成Fe的反应化学方程式:
________________________________________。
(4)请写一条保护金属资源的有效途径:________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________。
过滤
H2SO4
Zn+FeSO4=== ZnSO4+Fe
回收利用废旧金属(或有计划、合理地开采金属矿物,寻找金属的代用品等)
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中考新维度
1. 将m g Fe加入含n g CuSO4的溶液中,下列图像能正确表示反应中固体质量变化的是( )
D
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2. (高阶思维)在密闭容器中,分别用压强和温度传感器测定铝与稀盐酸的反应过程如图3-7-7所示。下列结论不正确的是( )
A. 反应过程中有热量放出
B. 0~50 s时,数据变化不明显,是因为铝表面有一层致密氧化铝薄膜
C. 60~100 s气体压强升高,
是因为温度升高的原因
D. 100 s后温度降低是因为
反应停止的原因
C
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3. (2024贵州)贵州蕴藏丰富的铝、锰、锌、铁、铜等矿产资源。合理开采、充分利用这些矿产资源,可实现“富矿精开”。
Ⅰ. 精准识矿
(1)金属的性质与存在形式。
①铝具有很好的抗腐蚀性,因为铝在空气中能与O2反应形成一层致密的Al2O3薄膜,反应的化学方程式为_____________________。
4Al+3O2=== 2Al2O3
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②分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸,锰片表面有气泡产生,铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性:锰______(填“强”或“弱”)于铜。
③在放有锌片的试管中加CuSO4溶液,观察到的现象是____________________________________________。多数金属的化学性质比较活泼,它们主要以化合物的形式存在于自然界。如菱锌矿(ZnCO3)、铝土矿(Al2O3)、菱锰矿(MnCO3)等。
强
锌片表面附着一层红色固体
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Ⅱ.精深用矿
(2)工业上用赤铁矿(Fe2O3)炼铁,CO与Fe2O3反应的化学方程
式为_________________________________________。炼铁时,加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨,利用了锰钢的________________________性能。
Fe2O3+3CO ====== 2Fe+3CO2
高温
硬度大、耐腐蚀
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(3)用某菱锰矿为原料制备高附加值新型电池材料Mn3O4的流程如图3-7-8甲所示。
已知:菱锰矿中除MnCO3外,还有SiO2;MnCO3能与稀硫酸发生复分解反应,SiO2不溶于水也不与稀硫酸反应;氨水呈碱性。
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①过滤器中得到的滤渣是______________(填化学式)。
②反应器中,MnSO4溶液与O2反应可生成锰的氧化物,如MnO2、Mn2O3、Mn3O4,发生的反应之一是6MnSO4+6H2O+O2=== 2Mn3O4↓+6X,X的化学式是______________。
SiO2
H2SO4
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③70 ℃时,在反应器中保持通入的O2和MnSO4溶液的质量不变,只改变MnSO4溶液的溶质质量分数,测得生成含锰元素的固体中锰元素的质量分数与MnSO4溶液的溶质质量分数之间的关系如图3-7-8乙所示。由图可知,当MnSO4溶液的溶质质量分数为5.1%时,可获得高纯度的Mn3O4,当MnSO4溶液的溶质质量分数为其他数值时,Mn3O4纯度降低,原因可能是____________________________________________________________。
MnSO4溶液的溶质质量分数不同,生成锰的氧化物不同
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重点实验
实验 金属活动性顺序的实验探究
1. 金属的化学性质与探究金属活动性顺序的原理
(1)金属与氧气的反应:大多数金属都能和氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度不同。
(2)金属与酸的反应:在金属活动性顺序里,位于氢前的金属能和稀盐酸或稀硫酸反应,称为活泼金属;位于氢后的金属不能与稀盐酸或稀硫酸反应,称为不活泼金属。
(3)金属与盐溶液反应: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的盐溶液中置换出来。
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2. 金属活动性顺序的实验探究
(1)验证或探究两种金属的活动性强弱:(以Zn、Cu为例)
Zn>Cu
实验方案 金属与盐溶液反应 金属与酸反应
实验现象 锌片表面有红色固体析出,溶液蓝色变浅 无明显现象 锌片表面有气泡冒出;铜片表面无明显现象
实验结论 金属活动性: ___________
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(2)验证或探究三种金属的活动性强弱:(以Fe、Cu、Ag为例)
Fe>Cu Ag
实验方案 两金夹一盐 两盐夹一金
实验现象 铁片表面有红色物质析出;银片表面无明显现象 FeCl₂溶液中铜片表面无明显现象;AgNO₃溶液中铜片表面有白色物质析出,溶液由无色变蓝色
实验结论 金属活动性: ________________________
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(3)多种金属活动性强弱的比较:先将金属同时与稀硫酸或稀盐酸反应,根据能否发生反应把金属分为氢前金属和氢后金属。氢前金属根据其与酸反应速率的快慢判断金属活动性强弱;然后用比较两种或三种金属的活动性强弱的方案比较氢后金属的活动性强弱。
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【特别提醒】①实验前金属必须用砂纸打磨,除去金属表面的氧化物;②实验不能采用浓硫酸或硝酸,必须选择质量、大小、形状相同的金属和相同浓度的酸;③实验所用的盐必须可溶;④并不是所有排在前面的金属都能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,如K、Ca、Na。
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【例1】如图3-7-9为探究金属化学性质的实验。
实验一:用坩埚钳夹取一块铜片,放在酒精灯火焰上加热,实验现象是________________________________。发生反应的化学方程式为________________________________。
铜片变为黑色
2Cu+O22CuO
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实验二:某小组同学利用如图装置探究金属与酸的反应。(试管中的溶液均为稀硫酸)
(1)实验中有气泡冒出的是______________(多选,填字母)。
(2)试管D中观察到的现象是__________________________________
____________________________________________________________。
实验三:某小组同学利用如图装置探究金属与盐溶液的反应。
(3)能证明铁的金属活动性比铜强的现象是____________________
_______________________________________________,发生反应的化学方程式为______________________________________。
ABCD
有气泡产生,溶液由无色变成浅
绿色
铁丝表面有红
色固体析出,溶液由蓝色变成浅绿色
Fe+CuSO4=== Cu+FeSO4
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(4)有一支试管中的溶液不与铁反应,原因是___________________________________________________。
(5)通过实验,得出铁、铜、锌三种金属的活动性顺序从强到弱为_______________________________________。
锌的活动性大于铁
锌>铁>铜
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【例2】某化学兴趣小组的同学,为了比较金属R与铁、铜的金属活动性强弱,进行如下探究活动。
【查阅资料】铁的活动性比铜强。
【进行猜想】对三种金属的活动性顺序做出如下猜想。
猜想一:R>Fe>Cu;
猜想二:________________________;
猜想三:Fe>Cu>R。
Fe>R>Cu
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【收集证据】为了验证哪一种猜想成立,甲、乙、丙三位同学分别展开实验探究。
同 学 主要操作 主要现象 实验结论
甲 将打磨好的R丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中 ______________________________ 猜想一正确
乙 将粗细相同打磨好的R丝、铁丝,分别插入体积和溶质质量分数都相同的稀盐酸中 R丝表面产生气泡速率比铁丝表面产生气泡速率________(填“快”或“慢”)
丙
将粗细相同打磨好的R丝、铁丝,
分别在空气中点燃
R丝在空气中剧烈燃烧,铁丝在空气中 _______________
R丝表面附着一层红色固体
快
不能燃烧
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写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式:______________________。
【交流反思】三位同学交流讨论后认为,比较金属活动性强弱的方法有多种。
【归纳总结】他们总结得出比较金属活动性强弱的常见方法有:(1)金属与氧气反应的难易和剧烈程度。
(2)金属与酸溶液是否反应或反应的剧烈程度。
(3)金属与______________是否反应。
盐溶液
3Fe+2O2 ====== Fe3O4
点燃
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谢 谢 !
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2. 金属活动性顺序(2020~2023考)
(1)金属的活动性顺序:
解:设需要还原铁粉的质量为x。
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
56 64
x 1 000 g×19.2%
=(或=)
x=168 g
$$