专题特训(一) 金属活动性顺序及其应用-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级下册化学(人教版2024)

6 专题特训（一）　金属活动性顺序及其应用 ▶ “答案与解析”见P4 类型一 金属活动性顺序的判断与应用 1. 下列事实中,不能说明铁的金属活动性比铜 强的是 ( ) A. 古籍中记载了湿法炼铜:胆矾水(CuSO4 溶液)可浸铁为铜 B. 导线多用铜制,而少用铁制 C. 含有硫酸铜的波尔多液不能盛放在铁 桶中 D. 实验室制取氢气,可以用铁粒代替锌粒, 但不能用铜粒代替 2. (2023·濮阳调研)现有 X、Y、Z 三种金属,把 X 和 Y 分别放入稀硫酸中,X 溶解并产生氢 气,而Y不反应;把 Y 和 Z 分别放入硝酸银 溶液中,过一会儿,Y 表面有银析出,而 Z 表 面没有变化。根据上述实验事实,下列分析 中,错误的是 ( ) A. 三种金属可能分别是铁、铜、银 B. Y 一定能从硫酸铜溶液中置换出铜 C. X 与稀盐酸反应后溶液的质量一定增大 D. 三种金属的活动性由强到弱的顺序是 X>Y>Z 3. 同学们对金属 N的活动性进行探究后发现: 将金属 N 放入稀盐酸中,有气泡产生并生成 NCl2,将金属 N 放入ZnSO4溶液中,无明显 变化。下列有关化学方程式的书写,错误 的是 ( ) A. N+H2SO4􀪅􀪅NSO4+H2↑ B. N+MgSO4􀪅􀪅Mg+NSO4 C. 2Al+3NSO4􀪅􀪅3N+Al2(SO4)3 D. N+CuSO4􀪅􀪅Cu+NSO4 4. 将一定量金属M加入ZnSO4和CuSO4的混 合溶液中,充分反应后,过滤,得到滤渣,滤液 为无色,向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生。 下列判断中,正确的是 ( ) A. 金属活动性:M>Zn>Cu B. 滤液中可能只含一种溶质 C. 滤渣中一定含有金属M D. 该过程一定发生了如下反应:M+CuSO4 􀪅􀪅Cu+MSO4 5. (2024·济宁模拟)某化学小组的同 学将等质量的锌、铁、铜三种金属粉 末分别加入等质量、相同浓度的稀 硫酸中,观察到铜与稀硫酸不反应,测得锌、 铁与稀硫酸反应产生氢气的体积与时间的关 系如图所示。关于该小组的实验,下列说法 中正确的是 ( ) (第5题) A. 从t1 s时产生氢气的体积大小就可以得 出金属活动性:Cu>Zn>Fe B. 一定时间内氢气的体积从a mL降到b mL, 说明装置气密性不好 C. a>c说明Zn生成的氢气比Fe多 D. 反应结束后Fe一定剩余,Zn可能剩余 6. 金属在日常生活中有着广泛的用途,常见金属 的活动性顺序如图甲所示。请回答下列问题: (第6题甲) (1) 如图甲所示的金属活动性顺序中的X是 (填元素符号)。 (2) 若向CuSO4溶液中加入过量的Fe片,充 分反应后,能观察到的现象是 ; 如图乙所示为反应前后溶液中存在的主要离 子,请写出相关图形代表的离子的符号: ; 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(人教版)九年级下 7 乙 丙 (第6题) (3) 向一定质量的CuSO4溶液中加入一定量 Zn和Fe的混合粉末,固体的总质量随反应 时间的变化情况如图丙所示。A 点时固体的 组成为 ,试判断加入的混合粉 末中Zn和Fe的质量关系为Zn (填 “>”“<”或“=”)Fe。 类型二 金属活动性顺序的实验验证 7. ★(2023·达州期末)某化学兴趣小组的同学 为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序,利 用下列各组试剂进行实验(实验用到的三种 金属均为已打磨干净的金属丝):① 稀盐酸、 铝、铜、银;② 硫酸铜溶液、铝、银;③ 硫酸铝 溶液、硝酸银溶液、铜;④ 硫酸铝溶液、铜、 银;⑤ 硝酸银溶液、铝、铜。其中能验证铝、 铜、银的金属活动性顺序的是 ( ) A. ②③⑤B. ①②③C. ③④⑤D. ①②④ 8. (2024·保定期末)小明家新换了水 龙头,从说明书上了解到该水龙头 是钢制镀铬。好奇的小明想探究铬 (Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱,邀请同 学们一起进行了如下探究。 [查阅资料] Ⅰ. 铬是银白色有光泽的金属,在空气中像 铝一样,表面也能产生致密的氧化膜。 Ⅱ. 铬能与稀硫酸反应,生成硫酸亚铬(CrSO4)。 [作出猜想] (1) 猜想a:Cr>Fe>Cu。 猜想b:Fe>Cu>Cr。 猜想c: 。 [设计实验] (2) ① 小明取大小相等的铁、铜、铬三种金属 片,未经打磨就分别放入等质量、等浓度的稀 硫酸中,记录如表所示: 实验操作 将铁片放入 稀硫酸中 将铜片放入 稀硫酸中 将铬片放入 稀硫酸中 开始的 现象 产生少量 气泡 无气泡 实验结论 金属活动性强弱:Fe>Cu、Fe>Cr ② 小红也取大小相等的铁、铜、铬三种金属 片,先用砂纸打磨后再分别放入等质量、等浓 度的稀硫酸中,记录如表所示: 实验操作 将铁片放入 稀硫酸中 将铜片放入 稀硫酸中 将铬片放入 稀硫酸中 开始的 现象 产生少量 气泡 无气泡 产生大量 气泡 实验结论 金属活动性由强到弱的顺序为 (用元素符号表示) [讨论交流] (3) 小明和小红记录的铬与稀硫酸反应开始 的现象截然不同,原因是 。 [实验验证] (4) 为了进一步确认铁、铜、铬三种金属的活 动性强弱,小刘将打磨过的两块铁片分别放 入硫酸亚铬(CrSO4)溶液和硫酸铜溶液中, 观察到在硫酸亚铬溶液中无明显现象,而在 硫酸铜溶液中的现象是 。 [实验反思] (5) 除上述方法外,请写出一组能比较铁、 铜、铬的金属活动性强弱的试剂: 。 [拓展迁移] (6) 写出铬与稀硫酸反应生成CrSO4的化学 方程式: 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第八单元　金属和金属材料 时,根据化学方程式Al+3CuCl2􀪅􀪅AlCl3+3CuCl可知, 参与反应的铝原子与铜离子的个数比为1∶3。 专题特训（一）　金属活动性顺序及其应用 1. B [解析] 铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明铁 的金属活动性强于铜;铜用于制作导线,与化学性质无关; 波尔多液中含有硫酸铜,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚 铁,说明铁的金属活动性强于铜;铁可以与稀盐酸或稀硫 酸反应生成氢气,说明铁的活动性强于氢,而铜不能与稀 盐酸或稀硫酸反应生成氢气,说明铜的活动性弱于氢,从 而可以证明铁的金属活动性强于铜。 2. B [解析] 把X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生 氢气,而Y不反应,说明金属活动性顺序为X>(H)>Y; 把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,Y表面有银 析出,而Z表面没有变化,说明金属活动性顺序为Y> Ag>Z[或Y>Z(Ag)],所以金属活动性顺序为X>(H)> Y>Ag>Z[或X>(H)>Y>Z(Ag)]。由上述分析可知, 三种金属可能分别是铁、铜、银,A正确;由上述分析可知, Y比银活泼,但不一定比铜活泼,不一定能从硫酸铜溶液中 置换出铜,B错误;X和稀盐酸反应后,参加反应的金属质 量大于逸出氢气的质量,溶液的质量会增大,C正确;由上 述分析可知,三种金属的活动性由强到弱的顺序是X> Y>Z,D正确。 3. B [解析] 将金属N放入稀盐酸中,有气泡产生并生成 NCl2,说明N能与稀盐酸反应,即金属活动性:N>(H),且 N在化合物中的化合价为+2;将金属N放入ZnSO4 溶液 中,无明显变化,说明金属活动性:Zn>N。由于金属活动 性:N>(H),因此N能与H2SO4反应,化学方程式为N+ H2SO4􀪅􀪅NSO4+H2↑,故A正确;由于金属活动性: Mg>Zn>N,因此N不能与MgSO4 反应,故B错误;由于 金属活动性:Al>Zn>N,因此Al能与NSO4反应,化学方 程式为2Al+3NSO4􀪅􀪅3N+Al2(SO4)3,故C正确;由于 金属活动性:N>(H)>Cu,因此N能与CuSO4 反应,化学 方程式为N+CuSO4􀪅􀪅NSO4+Cu,故D正确。 4. B [解析] 加入金属 M后,滤液为无色,说明 M能与 CuSO4反应,且CuSO4完全反应,说明M的金属活动性比 铜强,但无法确定M与Zn的金属活动性强弱,A错误;若 M的金属活动性强于锌,M能与硫酸锌反应,反应后M有 剩余,则此时滤液中的溶质是M的硫酸盐,滤液中的溶质 可能只有一种,B正确;向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生, 说明滤渣中含有能与稀盐酸反应的金属,可能是锌,也可 能是M,还可能是锌和M,C错误;若 M为铝,铝在化合物 中显+3价,与CuSO4 溶液反应后生成Cu和 M2(SO4)3, D错误。 5. D [解析] t1 s时,锌生成的氢气比铁生成的氢气多,说 明锌比铁活泼,观察到铜与稀硫酸不反应,可以得出金属 活动性:Zn>Fe>Cu,A错误;由于反应放热,造成气体膨 胀,当反应结束后温度下降,氢气的体积减小,若气密性不 好,则氢气的体积会一直下降,所以,氢气的体积从a mL 降到b mL,不是因为装置气密性不好,B错误;a>c说明 Zn与稀硫酸反应放出的热量多,气体膨胀的体积大,由图 可知,最后产生氢气的量是相等的,C错误;最后生成的氢 气一样多,说明消耗的稀硫酸一样多,而铁的相对原子质 量小于锌的相对原子质量,因此产生相同体积的氢气,消 耗锌的质量大于铁,而加入铁和锌的质量相等,则反应结 束后剩余的铁一定比锌多,即锌可能剩余,但是剩余的质 量不如铁的大,锌也可能恰好完全反应不剩余,D正确。 6. (1) Hg (2) 铁片表面出现红色物质,溶液由蓝色逐渐 变为浅绿色 SO2-4 Fe2+ (3) Fe和Cu(或铁和铜) > [解析] (3) 三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu,因此 向CuSO4 溶液中加入Zn和Fe的混合粉末时,Zn先与 CuSO4发生反应,化学方程式为Zn+CuSO4􀪅􀪅ZnSO4+ Cu,每65份质量的Zn可以置换出64份质量的Cu,则这个 过程中固体的总质量减小;待Zn消耗完,Fe与CuSO4 发 生反应,化学方程式为Fe+CuSO4􀪅􀪅FeSO4+Cu,每56份 质量的Fe可以置换出64份质量的Cu,则这个过程中固体 的总质量增大。因此,图丙中A 点时Zn已经完全消耗,固 体中有Fe和Cu。由图丙知,最终固体的总质量小于开始 时加入的混合粉末的质量,说明反应中消耗Zn的质量大 于消耗Fe的质量。 7. A [解析] ① 铜、银都不能和稀盐酸反应,不能比较铜 和银的金属活动性强弱,故不能用稀盐酸、铝、铜、银验证; ② 银不能和硫酸铜溶液反应,说明铜的金属活动性比银 强,铝能和硫酸铜溶液反应,说明铝的金属活动性比铜强, 故可以用硫酸铜溶液、铝、银验证;③ 铜能和硝酸银溶液反 应,说明铜的金属活动性比银强,铜不能和硫酸铝溶液反 应,说明铝的金属活动性比铜强,故可以用硫酸铝溶液、硝 酸银溶液、铜验证;④ 铜、银都不能和硫酸铝溶液反应,不 能比较铜和银的金属活动性强弱,故不能用硫酸铝溶液、 铜、银验证;⑤ 先将铜丝插入硝酸银溶液中,铜能将银置换 出来,说明铜的金属活动性比银强,铜与硝酸银完全反应 后得到了硝酸铜,再将铝丝插入硝酸铜溶液中,铝能将铜 置换出来,说明铝的金属活动性比铜强,故能用硝酸银溶 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 4 液、铝、铜验证。 验证金属活动性强弱的方法 验证金属活动性强弱的方法有多种,可以用金属与 酸反应,也可以用金属与其他金属的化合物溶液反应, 也可将两者结合起来进行验证。通常验证三种金属活 动性强弱的最简便的方法是用金属活动性居中的金属 单质与前后两种金属的化合物溶液反应,或用前后两种 金属的单质与居中的金属的化合物溶液反应。 8. [作出猜想] (1) Fe>Cr>Cu [设计实验] (2) ① 无气 泡 ② Cr>Fe>Cu [讨论交流] (3) 未经打磨的Cr表 面有一层致密的氧化膜,会阻止铬和稀硫酸反应 [实验 验证] (4) 铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿 色 [实验反思] (5) 铬片、硫酸亚铁溶液、铜片(合理答案均 可) [拓展迁移] (6) Cr+H2SO4 􀪅􀪅CrSO4+H2↑ [解析] [作出猜想] (1) 由于金属铁、铜的金属活动性顺序 为Fe>Cu,金属Cr的活动性不确定,再根据猜想a为Cr> Fe>Cu、猜想b为Fe>Cu>Cr,可推知猜想c为Fe>Cr> Cu。[设计实验] (2) ① 在金属活动性顺序中,铜位于氢之 后,将铜片放入稀硫酸中,铜与稀硫酸不反应,无气泡产 生。② 将打磨过的铁片放入稀硫酸中,产生少量气泡,将 打磨过的铬片放入稀硫酸中,产生大量气泡,说明铬比铁 活泼,将打磨过的铜片放入稀硫酸中,无气泡,说明铜最不 活泼,由此可得出金属活动性由强到弱的顺序为Cr>Fe> Cu。[讨论交流] (3) 小明和小红记录的铬与稀硫酸反应 开始的现象截然不同,原因是未经打磨的铬表面有一层致 密的氧化膜,会阻止铬和稀硫酸反应。[实验验证] (4) 铁 与硫酸亚铬不反应,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。 [实验反思] (5) 铬与硫酸亚铁反应生成硫酸亚铬和铁,铜 不与硫酸亚铁反应,利用试剂铬片、硫酸亚铁溶液、铜片可 以比较铁、铜、铬的金属活动性强弱。[拓展迁移] (6) 铬 与稀硫酸反应生成CrSO4和氢气,由此书写反应的化学方 程式。 课题3　金属资源的利用和保护 第1课时 金属矿物及铁的冶炼 1. A 2. C 3. (1) 化学 (2) CaO、MgO (3) 燃料(或还原剂) 炉 尘 (4) 350 [解析] (3) CO可用作燃料或还原剂,因为 一氧化碳可以燃烧、具有还原性;流程图中高炉炼铁产出 的炉尘可供高温烧结使用。(4) 1 000 t含四氧化三铁 46.4%的磁铁矿中四氧化三铁的质量为1 000 t×46.4%= 464 t。设可以得到含杂质4%的生铁的质量为x。 Fe3O4 232 464 t +4CO 高温 􀪅􀪅 3Fe 168 x×(1-4%) +4CO2 232 168= 464 t x×(1-4%) x=350 t 4. A [解析] 由HCOOH(甲酸) 浓硫酸 △ 􀪅􀪅􀪅􀪅CO↑+H2O可 知,在制一氧化碳的过程中,浓硫酸作催化剂,硫酸的质量 不变,但由于生成了水,浓硫酸的浓度减小,A说法错误。 铁能被磁铁吸引,用磁铁来拉动黑色固体进入a装置,可以 证明铁的存在,B说法正确。 d装置的作用较多,可以收集 未反应的一氧化碳,可以判断反应的发生与结束,最初可 以检验是否排尽装置中的空气,防止加热时气体不纯发生 爆炸,起安全作用,C说法正确。实验前,在 a装置的左端 添加注射器向装置中推入空气,若 d装置中有气泡产生, 说明气密性良好,D说法正确。 5. (1) CuO (2) 化合反应 (3) Fe+CuSO4􀪅􀪅FeSO4+ Cu(合理答案均可) CO+CuO △ 􀪅􀪅Cu+CO2 [解析] C 能使澄清石灰水变浑浊,则C为二氧化碳;B为红棕色粉 末,则B为氧化铁;F为红色固体,D、E、F均为单质,G为 黑色物质,结合转化关系推知,F为铜,A为一氧化碳,D为 铁,E为碳,G为氧化铜,化学式为CuO。 6. (1) ① 先通一会儿一氧化碳,排尽硬质玻璃管内的空气 ② 3CO+Fe2O3 高温 􀪅􀪅2Fe+3CO2 ③ 收集一氧化碳气体, 防止一氧化碳逸出而污染空气 ④ 8 (2) Fe2O3 和Fe (或Fe2O3和FeO等合理答案均可,必须含有Fe2O3) (3) ① Fe3O4+H2 600 ℃~650 ℃ 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅3FeO+H2O ② Fe [解析] (1) ① 若一氧化碳中混有氧气或空气,在点燃或加 热时可能发生爆炸,所以在加热前要先通一会儿CO,排尽 硬质玻璃管内的空气。③ 一氧化碳是有毒气体,需要进行 尾气处理,装置B除了吸收 CO2 气体外,还有收集尾气 (CO),防止尾气污染空气的作用。④ 氧化铁中铁元素与 氧元素的质量比为(56×2)∶(16×3)=7∶3,由题意可知, 反应前后减小的质量其实是氧化铁中氧元素的质量,即氧 化铁中氧元素的质量为2.4 g,故铁元素的质量为2.4 g× 7 3=5.6 g,则氧化铁的质量为2.4 g+5.6 g=8 g。 (2) FeO中Fe和O的质量比为56∶16=7∶2>5∶2; Fe3O4中Fe和O的质量比为(56×3)∶(16×4)=21∶8> 5∶2;Fe2O3中Fe和O的质量比为(56×2)∶(16×3)= 7∶3<5∶2;Fe单质中不含氧元素;由于反应后固体中Fe 和O的质量比为5∶2,所以反应后的固体中一定含有 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 5