内容正文:
重难点01 金属活动性顺序的应用
1.依据金属活动性顺序,初步预测常见的金属的主要性质,设计实验方案,分析、解释有关的实验现象,进行证据推理,得出合理的结论;
2.能体会化学反应在金属冶炼、材料研制等方面的应用价值。
一、常见金属的活动性顺序
【记忆口诀】“嫁给那美女,身体细纤轻;统共一百斤”(谐音对应:钾钙钠镁铝,锌铁锡铅氢,铜汞银铂金)
二、比较金属的活动性顺序的依据
1.在自然界中的存在形式:以化合物形式存在比以单质形式存在的金属活动性强。
2.与酸的反应:能与盐酸、稀硫酸反应的金属比不能与之反应的金属的活动性强。
3.与金属化合物溶液的反应:若将某金属(K、Ca、Na除外)放入另一金属的化合物溶液中,若该金属能将金属化合物溶液中的金属置换出来,说明该金属的活动性强(填“强”或“弱”,后同)于金属化合物溶液中的金属,反之,则弱于该金属化合物溶液中的金属。
【易错提醒】铁的特殊性:铁发生置换反应时,生成物为亚铁盐(如FeSO₄),而非铁盐(如Fe³⁺)。
例外:K、Ca、Na因过于活泼,会先与水反应,不参与置换。
三、金属活动性顺序的应用
1.判断金属能否发生置换反应
应用
条件
特点
①判断金属与酸是否能反应
金属:氢前面的金属
酸:一般指稀盐酸和稀硫酸
越靠前,反应越剧烈
②判断金属与金属化合物(盐)溶液是否能反应
金属:排在金属化合物(盐)中金属元素的前面(K、Ca、Na除外),金属化合物(盐):必须可溶
“前金换后金”
2.探究金属活动性顺序的实验设计
(1)比较两种金属活动性的强弱
实验方案
判断依据
方案一:将金属A放入金属B的可溶性金属化合物(盐)溶液中
A可以置换出B,则金属活动性:A>B
方案二:将金属B放入金属A的可溶性金属化合物溶液(盐)中
置换反应不能发生,则金属活动性:A>B
方案三:将金属A和B放入稀盐酸(或稀硫酸)中
根据能否与稀盐酸(或稀硫酸)发生反应,及反应的剧烈程度进行判断
(2)探究三种金属的活动性顺序的方法
判断三种金属的活动性顺序,一般采用“三取中”原则,可简记为“两金夹一液”或“两液夹一金”。
①试剂的选用步骤如下:
a.将要验证的金属按活动性顺序排列;
b.选择三种金属活动性居于中间的金属单质,两边的金属用其可溶性化合物的溶液,或选择中间金属的化合物溶液,两边的金属用其单质。
②选择中间金属,将中间金属放入两边金属的化合物溶液中,观察现象;或分别将两边金属单质放入中间金属的化合物溶液中,观察现象。如验证Mg、Fe、Cu的活动性顺序,选用的试剂为Fe、CuCl2溶液、MgCl2溶液或Mg、Cu、FeCl2溶液。
3.滤液、滤渣成分的判断——金属与金属化合物(盐)溶液反应的优先原则
(1)当两种或多种金属化合物(盐)在溶液中同时存在时,最不活泼的金属先从溶液中被置换出来。
(2)当两种或多种金属与一种金属化合物(盐)溶液同时混合时,最活泼的金属先发生置换反应。
故滤渣中一定含有最不活泼的金属单质,滤液中一定含有最活泼的金属离子。可简单概括为“活泼性差异最大的金属与金属化合物(盐)溶液之间优先反应”。
四、金属与酸反应的图像分析
1.金属与酸反应生成氢气质量的变化图像
举例
分别向等质量、等浓度的稀硫酸中加入Zn粉和Fe粉至过量
将足量的锌片、铁片分别放入等质量、等浓度的稀盐酸中
向等质量的铁片和锌片中分别加入足量的稀盐酸
分别向等质量的铁和锌中滴入浓度相同的稀盐酸至过量
图像
分析
金属的相对原子质量与金属的化合价之比越小,等质量的金属与酸反应生成氢气的质量越大,曲线越陡,越先将酸消耗完,最终生成氢气的质量相等
金属活动性越强,金属与酸反应得越快,曲线越陡,越先将酸消耗完,由于金属足量,酸一定,最终生成氢气的质量相等
金属活动性越强,金属与酸反应得越快,开始时曲线越陡,酸足量,金属完全反应,金属的相对原子质量与金属的化合价之比越大,最终产生的气体越少,曲线位置越低
开始时,金属过量,酸完全反应,加入等质量的酸产生气体的质量相等,曲线重合,相对原子质量与金属的化合价之比越大越先反应完,最终产生的气体越少,曲线位置越低
2.解题方法
①可以通过单位时间内产生氢气的多少来比较金属活动性强弱,单位时间内产生氢气多即反应速率快,则该金属活动性强(即金属越活泼曲线越陡)。
②一定质量的金属与足量的酸反应产生氢气的质量公式:m(氢气)=。如果两种金属元素在化合物中的化合价相同,可以根据产生氢气的多少判断金属的相对原子质量的大小,相对原子质量越大的得到的氢气越少,相对原子质量越小的得到的氢气越多,曲线的拐点越高。
五、金属与金属化合物(盐)溶液反应的图像分析
1.图像分析关键要素
(1)坐标轴识别:
横坐标:通常为时间或金属质量
纵坐标:可能是质量变化、浓度变化或氢气体积
(2)曲线特征点:
起点:反应初始状态
拐点:反应阶段变化标志
终点:反应完全停止点
2.常见图像类型分析
(1)单一金属与盐溶液
反应
锌与硫酸铜反应:
锌片质量递减曲线
铜析出质量递增曲线
溶液质量先增后减
铁与硝酸银反应:
铁质量变化曲线
银析出阶梯状增长
溶液颜色变化对应点
(2)混合盐溶液反应
锌粉加入AgNO₃和Cu(NO₃)₂混合液:
优先置换银(第一拐点)
后置换铜(第二拐点)
最终只含Zn(NO₃)₂
3.分析技巧与步骤
判断反应顺序:
遵循"前换后,远优先"原则
活动性差大的金属优先被置换
成分分析方法:
线段法:划分反应阶段
共存分析法:滤渣滤液成分判断
质量守恒应用:
金属溶解与析出质量关系
溶液总质量变化计算
题型01 金属活动性顺序
【典例】(24-25九年级下·广东揭阳·阶段练习)学习了金属活动性后,小华以丙为“数轴”的原点将活动性顺序中的金属分为两部分(如图)。下列说法错误的是
A.小华选择的原点丙是H
B.将甲加入稀盐酸中,有气泡产生,溶液变为浅绿色
C.要验证与乙的活动性强弱,可将乙加入溶液中
D.在自然界中丁主要以单质形式存在
【答案】B
【详解】A、在金属活动性顺序中,通常以氢(H)为分界点,将金属分为氢前金属和氢后金属,位于氢前一位的金属是铅(Pb),所以小华选择的原点丙是 H,该项说法正确;
B、在金属活动性顺序中,镁(Mg)和锌(Zn)之间的金属是铝(Al),铝与稀盐酸反应生成氯化铝、氢气,有气泡产生,溶液仍为无色,该项说法错误;
C、验证金属活动性强弱,若将乙加入 ZnSO4溶液中,根据是否发生反应可以判断 Zn 与乙的活动性强弱,该项说法正确;
D、丁为金,化学性质不活泼,在自然界中主要以单质形式存在,该项说法正确。
故选:B。
【变式】(2025·江苏镇江·模拟预测)金属M与AgNO3 溶液发生反应的化学方程式为M+2AgNO3= M(NO3)2+2Ag,下列说法中不正确的是
A.M一定不是铝 B.M的金属活动性一定比H强
C.该反应是置换反应 D.若M为Fe,反应后溶液质量减少
【答案】B
【详解】A、铝在化合物中通常显+3价,其硝酸盐为 。但方程式中生成 ,表明 M 为+2价,因此 M 不可能是铝(铝是+3价)。该说法正确。
B、金属活动性顺序为:钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、(氢)、铜、汞、银、金。位于氢之前的金属活动性比氢强,能置换酸中的氢;位于氢之后的金属活动性比氢弱,不能置换酸中的氢。M 能置换银(银在氢之后),说明 M 的活动性比银强,但 M 不一定比氢强。例如,M 可以是铜,该说法不正确。
C、置换反应是指一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物。本反应中,单质 M 与化合物 反应,生成新单质 Ag 和新化合物 M(NO3)2,符合置换反应定义。该说法正确。
D、若M为Fe,根据化学方程式Fe + 2AgNO3 = Fe(NO3)2 + 2Ag,每56份质量的铁置换出216份质量的银,反应后溶液质量减少,该说法正确。
故选D。
题型02 利用金属与酸反应比较金属活动性
【典例】(2025·四川雅安·一模)现有甲、乙、丙三种金属,甲在常温下就能与氧气反应,乙、丙在常温下几乎不与氧气反应:如果将乙、丙分别放入稀硫酸中,过一会儿,在丙的表面有气泡生成,而乙表面没有变化,则甲、乙、丙三种金属的活动性由弱到强的顺序是
A.甲 乙 丙 B.丙 乙 甲 C.乙 丙 甲 D.丙 甲 乙
【答案】C
【详解】现有甲、乙、丙三种金属,甲在常温下就能与氧气反应,乙、丙在常温下几乎不与氧气反应,说明金属活动性;如果将乙、丙分别放入稀硫酸中,过一会儿,在丙的表面有气泡生成,而乙表面没有变化,说明丙能与稀硫酸反应,而乙与稀硫酸不反应,则金属活动性,由此可知,甲、乙、丙三种金属的活动性由弱到强的顺序是乙、丙、甲,故选:C。
【变式】(24-25九年级上·河南南阳·期末)通过下列三个实验,探究X、Y、Z三种金属的活动性顺序:不反应、、不反应,则X、Y和Z的金属活动性由强到弱和(H)的位置顺序正确的是
A.Y B. C. D.
【答案】B
【详解】由不反应可知,X不能置换出盐酸中的氢,说明X的位置排在氢之后;由可知,Y能置换出硫酸中的氢,说明Y的位置排在氢之前,即活动性为Y>H>X。由不反应可知,Z不能把X从其盐溶液中置换出来,说明Z的金属活动性小于X,即X>Z,故三种金属的活动顺序为Y>H>X>Z,故选B。
题型03 利用金属与金属化合物(盐)溶液反应比较金属活动性
【典例】为验证Fe、Cu和Ag三种金属的活动性顺序,下列实验方案能达到实验目的的是
A.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中 B.将Fe、Ag分别加入CuSO4溶液中
C.将Fe、Cu和Ag分别加入稀盐酸中 D.将Fe分别放入CuSO4、AgNO3溶液中
【答案】B
【详解】A、将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中,铁、铜表面都有银白色固体析出,说明铜、铁金属活动性比银强,无法比较铜、铁的金属活动性,实验方案不能达到实验目的;
B、将Fe、Ag分别加入CuSO4溶液中,铁表面有银白色固体析出,说明铁的金属活动性比铜强,银表面没有明显现象,说明铜的金属活动性比银强,可以得出铁>铜>银,实验方案能达到实验目的;
C、将Fe、Cu和Ag分别加入稀盐酸中,铁表面有气泡生成,说明铁金属活动性比氢强,铜、银表面没有明显现象,说明铜、银金属活动性比氢弱,可以得出铁>铜、铁>银,无法比较铜、银金属活动性,实验方案不能达到实验目的;
D、将Fe分别放入CuSO4、AgNO3溶液中,铁表面有红色固体析出,说明铁的金属活动性比铜强,铁丝表面有白色固体析出,说明铁的金属活动性比银强,无法比较铜、银金属活动性,实验方案不能达到实验目的;
答案:B。
【变式】(2025·河南·中考真题)为探究金属活动性,某同学利用下图所示装置进行实验。将足量常见金属M加到Y形试管右管中,观察到溶液逐渐变蓝;充分反应后,倾斜Y形试管,使右管中溶液进入左管,观察到溶液蓝色变浅直至消失。
(1)判断M可能是 金属。
(2)用化学方程式说明左管中溶液蓝色消失的原因 。
(3)根据实验判断锌、银、M的金属活动性由强到弱的顺序 。
【答案】(1)铜
(2)
(3)Zn>M>Ag
【详解】(1)溶液中铜离子显蓝色,将足量常见金属M加到Y形试管右管中,观察到溶液逐渐变蓝,铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,则M可能是金属铜。
(2)充分反应后,倾斜Y形试管,使右管中溶液进入左管,锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,左管中溶液蓝色消失,反应的化学方程式为:。
(3)铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,说明金属活动性Cu(M)>Ag,锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,说明金属活动性Zn>Cu(M),则锌、银、M的金属活动性由强到弱的顺序Zn>M>Ag。
题型04 探究金属活动性的试剂选择
【典例】(24-25九年级上·重庆合川·期末)为验证金属、的活动性顺序,不可选用的一组物质是
A.、溶液 B.溶液、 C.、、稀盐酸 D.、溶液、
【答案】B
【详解】A、铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,有银白色固体析出,说明铁比银活泼,不符合题意;
B、比较铁和银的金属活动性顺序,可以选择银和氯化亚铁溶液,不能选用银和氯化铁溶液,符合题意;
C、铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,产生气泡,说明在金属活动性顺序里,铁排在氢前,银与稀盐酸不反应,无明显现象,说明在金属活动性顺序里,银排在氢后,说明铁比银活泼,不符合题意;
D、铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,有红色固体析出,说明铁比铜活泼,银与硫酸铜不反应,无明显现象,说明铜比银活泼,说明铁比银活泼,不符合题意。
故选B。
【变式】(2025·甘肃武威·三模)黄铜主要为 Cu和Zn的合金,下列试剂不能验证 Cu、Zn的金属活动性顺序的是
A.溶液 B.溶液 C.稀盐酸 D.溶液
【答案】A
【详解】A、溶液:铝(Al)在金属活动性顺序中位于锌()之前(),比更活泼。因此,不能置换中的Al,也不能置换Al()。黄铜放入溶液中,无反应发生(无现象),无法区分Cu和的活动性。不能验证,符合题意。
B、溶液:铁()在金属活动性顺序中位于锌之后、铜之前()。能置换中的:(观察到沉淀或颜色变化);不能置换(无反应)。黄铜放入溶液中,反应而不反应,表明比活泼、比活泼,从而验证。能验证,不符合题意。
C、稀盐酸:锌在氢之前(),能与稀盐酸反应:(产生气泡);铜在氢之后(),不能与稀盐酸反应。黄铜放入稀盐酸中,反应产生气泡,不反应,表明比活泼。稀盐酸能验证,不符合题意。
D、溶液:锌比铜活泼(),能置换中的:(观察到红色固体沉积);铜不能置换自身(无反应)。黄铜放入溶液中,合金中的反应生成,而不反应,表明。溶液能验证,不符合题意。
故选A。
题型05 探究金属活动性强弱的实验设计与分析
【典例】(2025·河南驻马店·模拟预测)目前使用的航空材料主要涉及铝、铁、锂、钛、铜、锌等。为验证铜、铁、银的金属活动性顺序,同学们设计了下图所示实验。
(1)设计实验B的目的是 。
(2)请分析实验C中反应一段时间后溶液中溶质的成分 。
(3)由实验A~C不能得出铜、铁、银的金属活动性顺序,需补充实验D,请在图中标注所用试剂。
【答案】(1)验证铁与银的金属活动顺序(或证明铁比银活泼)
(2)一定含有硫酸亚铁,可能含有硫酸铜
(3)
【详解】(1)排在前边的金属能把排在后边的金属从它的化合物溶液中置换出来,将铁片插入硝酸银溶液中,通过实验现象(铁表面覆盖一层银白色固体),从而能判断出铁和银的金属活动性强弱,故填:验证铁与银的金属活动顺序(或证明铁比银活泼);
(2)铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应一段时间后溶液中一定含有生成的硫酸亚铁,无法判断硫酸铜是否完全反应,所以反应后的溶液中可能含有硫酸铜,故填:一定含有硫酸亚铁,可能含有硫酸铜;
(3)A实验说明金属活动性:铁>氢,B实验说明金属活动性:铁>银,C实验说明金属活动性:铁>铜,不能验证铜和银的金属活动性强弱,可以将铜片插入硝酸银溶液中,铜表面出现银白色固体,说明铜比银活泼,故补充为:。
【变式】(2025·宁夏银川·二模)小柯同学家新买了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬,为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,进行了如下探究活动。
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬( 溶液。
【猜想与假设】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:
(1)猜想一: Cr> Al> Cu ;猜想二: ;猜想三: 。
【实验过程】
(2)取大小相同的三种薄片,用砂纸打磨光亮。
实验一
实验二
实验三
实验方案
实验现象
铬片表面产生气泡,溶液变为蓝色
铬片表面无明显变化
实验结论
铬能和稀硫酸发生反应,活动性: Cr>H
铜不与稀硫酸反应,活动性: H> Cu
猜想 成立
【反思与交流】
(3)用砂纸打磨金属片的目的是 。
(4)实验一所发生反应的化学方程式是 。
(5)小清认为只要选用三种试剂进行实验,就可以得出三种金属的金属活动性强弱,这三种试剂可以是 。
【答案】(1)Al>Cu>Cr
(2) 铜片表面无明显变化 铬不能与硫酸铝发生反应,活动性:Al>Cr 二
(3)除去金属表面的氧化物薄膜
(4)
(5)铝片、CrSO4溶液、铜片
【详解】(1)在金属活动性顺序里,铝排在铜前,则铝比铜活泼,铬的金属活动性未知,结合其他猜想,则猜想三:Al>Cu>Cr;
(2)由结论可知,铜不与稀硫酸反应,则实验二中的现象是:铜片表面无明显变化;
实验三中铬片表面无明显变化,说明铬与硫酸铝不反应,可得出结论:铬不能与硫酸铝发生反应,活动性:Al>Cr;
铬能与稀硫酸反应,产生气泡,说明在金属活动性顺序里,铬排在氢前,铜与稀硫酸不反应,无明显现象,说明在金属活动性顺序里,铜排在氢后,说明铬比铜活泼,铬与硫酸铝不反应,无明显现象,说明铝比铬活泼,故三种金属的活动性顺序为:Al>Cr>Cu,故猜想二成立;
(3)用砂纸打磨金属片的目的是:除去金属表面的氧化物薄膜,防止影响实验;
(4)实验一中发生反应为铬与稀硫酸反应生成CrSO4和氢气,该反应的化学方程式为:;
(5)只要选用三种试剂进行实验,就可以得出三种金属的金属活动性强弱,这三种试剂可以是:铝片、CrSO4溶液、铜片,铝能与硫酸亚铬溶液反应生成硫酸铝和铬,有银白色固体析出,说明铝比铬活泼,铜与硫酸亚铬不反应,无明显现象,说明铬比铜活泼,从而得出三种金属的活动性顺序。
题型06 金属和酸反应的图像分析
【典例】(2025·四川宜宾·一模)现有等质量甲、乙、丙三种金属,分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价)。则下列说法中错误的是
A.金属活动性:乙>甲>丙
B.生成氢气的质量:甲>乙>丙
C.完全反应所需时间:乙>甲>丙
D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
【答案】C
【详解】A、由图像可知,当三种金属都在发生反应时,相同时间内生成气体的质量由多到少的顺序是乙>甲>丙,可判断三种金属活动性顺序是乙>甲>丙,故选项说法正确;
B、由图像可知,在三种金属完全反应后,放出H2的质量是甲>乙>丙,故选项说法正确;
C、由图像可知,三种金属完全反应,乙反应所需时间最短,其次是甲,丙反应所需时间最长,即完全反应所需时间:丙>甲>乙,故选项说法不正确;
D、金属与酸的反应生成氢气时,氢气来源于酸中的氢元素,生成的氢气与消耗的酸的质量成正比,则消耗硫酸的质量为甲>乙>丙,故选项说法正确。
故选C。
【变式】(2025·广西梧州·一模)室温时,利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是
A.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
B.曲线①中A为最高点,AB段没有发生化学变化
C.曲线①的压强上升比曲线②高,说明①产生H2总量更多
D.反应结束后Zn一定有剩余
【答案】B
【详解】A、金属活动性:Mg>Zn,则镁与稀盐酸反应比锌与稀盐酸反应更剧烈,生成氢气的速率就越快,故曲线①是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线,曲线②是Zn与稀盐酸反应的压强变化曲线,故A错误;
B、曲线①中A为最高点,是因为镁和稀盐酸完全反应生成了氢气,并放出热量,AB段压强减小是因为温度降低,此过程中没有生成新物质,没有发生化学变化,故B正确;
C、根据图乙,曲线①、曲线②最后压强相等,说明两者产生的氢气质量相等,故C错误;
D、最终压强相等,说明反应后生成氢气质量相等。根据、可知,生成氢气质量相等时,消耗镁、锌的质量比是24:65,因此镁片一定有剩余,而锌片不一定有剩余,故D错误。
故选B。
题型07 金属与化合物(盐)溶液反应后滤液、滤渣成分的判断
【典例】(2025·宁夏银川·三模)向含有AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀硫酸,有气体生成,则滤出的固体一定为
A.Cu、Ag 两种单质的混合物 B.Cu、Fe两种单质的混合物
C.Ag、Fe两种单质的混合物 D.Ag、Cu、Fe三种单质的混合物
【答案】D
【分析】本题考查金属活动性顺序的应用;金属活动性顺序为:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au;位于氢(H)前的金属能与稀酸反应生成氢气,位于氢后的金属不能,铁(Fe)位于氢前,能与稀硫酸反应生成氢气,铜(Cu)和银(Ag)位于氢后,不能与稀硫酸反应生成氢气;排在前面的金属能把其后的金属从它的盐溶液中置换出来,铁能把银和铜从硝酸银溶液和硝酸铜溶液(即银和铜的硝酸盐溶液)中置换出来。
【详解】向含有和的混合溶液中加入铁粉,发生置换反应,铁优先置换活动性最弱的:;当被完全置换后,剩余的Fe再置换:;过滤后,向滤出的固体滴加稀硫酸有气体生成(氢气),说明滤出固体中一定含有 Fe(因为只有 Fe 能与稀硫酸反应生成氢气),这意味着铁粉有剩余,即铁粉的量足以完全置换和并有剩余,因此:一定被完全置换,滤出固体中一定含有 Ag;剩余的 Fe 会继续置换,滤出固体中一定含有 Cu;同时,剩余的 Fe 也存在于滤出固体中;综上,滤出固体一定含有 Ag、Cu、Fe 三种单质。
故选D。
【变式】(2025·河南商丘·三模)为探究铁、铜两种金属的活动性,康康同学设计了如下实验,将 B、C试管反应后的废液倒入废液缸中,过滤得到滤渣和滤液,向所得滤液中加入铁粉,若有气泡产生,则下列说法正确的是
A.滤渣中含有铁和铜 B.滤液中含有硫酸、硫酸铜和硫酸亚铁
C.滤渣中只含有铜 D.滤液中含有硫酸和硫酸亚铁
【答案】C
【详解】在金属活动性顺序中,铁排在氢和铜的前面,铁能与稀硫酸反应生成氢气,化学方程式为Fe + H2SO4=FeSO4 + H2↑,铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu。 A 、向所得滤液中加入铁粉有气泡产生,这表明滤液中含有稀硫酸,若滤渣中有铁,铁会先与稀硫酸反应,就不会有气泡产生,所以滤渣中一定不含铁,A 错误。
B、如果铁粉的量适量,可恰好和硫酸铜反应完,发生反应Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu,此时滤液中就不含有硫酸铜;若铁粉的量不足,硫酸铜有剩余,所以不能确定滤液中一定含有硫酸铜,B 错误。
C 、由于向滤液中加铁粉有气泡,说明滤液中有硫酸,即原反应中铁粉不足,铁只与部分硫酸铜反应生成了铜,所以滤渣中只含有铜,C 正确。
D 、同理,不能确定滤液中一定含有硫酸铜,所以不能说滤液中含有硫酸和硫酸亚铁就一定正确,D 错误。
故选C。
题型08 利用金属活动性顺序回收金属
【典例】铜是重要的金属资源,它对于改善人类生活、促进人类文明起着重要作用。
铜的回收:某工厂的废水经预处理后得到含FeSO4和CuSO4的溶液。为了减少污染并促进废物利用,工厂设计以下流程回收Cu和FeSO4。
(1)步骤I中发生反应的化学方程式为 。
(2)溶液C中的溶质是 。
【答案】(1)
(2)硫酸、硫酸亚铁
【详解】(1)该流程的目的是回收铜和硫酸亚铁,故M应是铁,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,可将硫酸铜中的铜置换出来,故步骤I中发生反应的化学方程式为:;
(2)固体A中含反应生成的铜和过量的铁,要想除去铁,得到铜,则加入的N应是硫酸,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸过量,则溶液C中的溶质是:硫酸亚铁、硫酸。
【变式】(24-25八年级下·黑龙江大庆·期末)保护金属资源的一条有效途径是金属的回收利用。校园科技节活动中,化学兴趣小组同学设计了从废旧电子产品回收铜和银的流程如下。
(注:不考虑固体物质表面残留其他液体
(1)步骤、Ⅱ、Ⅲ均用到过滤操作,其中过滤中玻璃棒的作用是 。
(2)步骤Ⅲ发生反应的化学方程式是 。
(3)兴趣小组为增添科技节活动的创新氛围,特取少量溶液乙与溶液丙混合于烧杯中,向其中加入一定量的粉,充分反应后过滤,滤液是无色,则滤渣中一定有 。
【答案】(1)引流
(2)
(3)铜、铁
【详解】(1)过滤时,玻璃棒的作用是:引流;
(2)粗产品中含镁、铝、铜、银,加入足量稀硫酸,镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铜、银与稀硫酸不反应,则固体中含铜和银,加入适量硝酸银溶液,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,则溶液乙为硝酸铜溶液,则步骤Ⅲ发生反应为铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,则溶液丙为硝酸亚铁溶液,该反应的化学方程式为:;
(3)由以上分析可知,溶液乙为硝酸铜溶液,溶液丙为硝酸亚铁溶液。特取少量溶液乙与溶液丙混合于烧杯中,向其中加入一定量的粉,金属活动性:Zn>Fe>Cu,锌先与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,待硝酸铜完全反应后,锌与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,充分反应后过滤,滤液是无色,则硝酸铜、硝酸亚铁已经完全反应,锌与硝酸铜反应生成了铜,锌与硝酸亚铁反应生成了铁,则滤渣中一定含铁、铜。
题型09 金属与多种金属化合物(盐)溶液的反应图像分析
【典例】(2025·广西崇左·模拟预测)向含有一定质量硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中慢慢加入锌粉直至过量,下列图示中错误的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】锌、铁、银的金属活动性为:锌>铁>银,将锌加入到硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中慢慢加入锌粉直至过量,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,方程式为:,溶液质量减轻,后与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,方程式为:,溶液质量增重。
【详解】A、由分析可知,烧杯中固体初始值为0,锌先与硝酸银反应生成固体银,固体质量增加,再与酸亚铁反应生成固体铁,固体继续增多,硝酸亚铁完全反应后继续加入锌,锌不发生反应固体继续增重,选项选项错误;
B、锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,过程中溶液中溶质为硝酸银、硝酸亚铁和硝酸锌,硝酸银恰好完全反应后硝酸亚铁反应,此过程中溶液中溶质为硝酸亚铁和硝酸锌,当硝酸亚铁恰好完全反应,继续加入金属锌,此过程中溶质为硝酸锌,选项正确;
C、锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,至硝酸银恰好完全反应,此过程中固体只有银,然后锌与硝酸亚铁反应至硝酸亚铁恰好完全反应,此过程中固体为银和铁,当硝酸亚铁完全反应,继续加入锌,固体为银、铁、锌,选项正确;
D、由分析可知,溶液的质量先减轻后增重,最后不变,选项正确。
故选A。
【变式】(2024·广西·模拟预测)在一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中逐渐加入过量铁粉,充分反应,如图一定错误的是
对应变化关系
选项
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【分析】金属活动性:Fe>Cu>Ag,在一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中逐渐加入过量铁粉,铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,待硝酸银完全反应后,铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜。
【详解】A、当还未开始反应时,溶液中溶质为硝酸银和硝酸铜两种,当硝酸银部分反应时,溶液中的溶质为硝酸银、硝酸铜、硝酸亚铁三种,当硝酸银完全反应、硝酸铜部分反应时,溶液中的溶质为硝酸铜、硝酸亚铁两种,当硝酸铜完全反应后,溶液中的溶质为硝酸亚铁一种,符合题意;
B、由分析可知,一开始铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,待硝酸银完全反应后,铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,故一开始无铜生成,后生成铜的质量逐渐增大,待完全反应后,不再变化,不符合题意;
C、铁先与硝酸银反应:,56份质量的铁置换出216份质量的银,固体质量增加,溶液质量减小,此时硝酸铜的质量分数逐渐增大,待硝酸银完全反应后,铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,硝酸铜的质量逐渐减小,故硝酸铜的质量分数逐渐减小至零,不符合题意;
D、铁先与硝酸银反应:,56份质量的铁置换出216份质量的银,固体质量增加,溶液质量减小,待硝酸银完全反应后,铁和硝酸铜反应:,56份质量的铁置换出64份质量的铜,固体质量增加,溶液质量减小,但是减小幅度变小,待完全反应后,不再变化,不符合题意。
故选A。
题型10 金属活动性顺序的综合应用
【典例】(2025·江西九江·二模)了解到辽宁舰的前身是锈迹斑斑的瓦良格号,同学们对金属除锈防锈产生了巨大的兴趣,于是展开了相关探究。铁制品容易生锈,但将铁加热熔入金属铬,可制成不锈钢。于是化学兴趣小组进行了以下实验,比较铬、铁、铜的金属活动性强弱。
【查阅资料】铬是一种抗腐蚀性强的银白色金属。硫酸亚铬(CrSO4)溶液呈蓝色,在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[Cr(OH)SO4],其溶液呈绿色。
【提出猜想】
(1)三种金属的活动性强弱:猜想一:Cr>Fe>Cu,猜想二:Fe>Cr>Cu,猜想三: 。
【猜想探究】
(2)步骤1:取大小形状相同的三种金属片,用砂纸打磨光亮。
步骤2:将三种金属片分别放入三支装有等量、等浓度稀硫酸的试管中。
序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
将铁片放入稀硫酸
铁片表面产生气泡较慢,溶液逐渐变为 色
猜想一成立
2
将铬片放入稀硫酸
3
将铜片放入稀硫酸
无明显现象
【分析解释】
(3)请写出铬与稀硫酸反应的化学方程式: 。
(4)铬片加入稀硫酸反应后的溶液一段时间后变成绿色,其原因是 ,反应的化学方程式为4CrSO4+O2+2X=4Cr(OH)SO4,其中X的化学式为 。
【反思评价】
(5)为了进一步确认铬、铁、铜三种金属的活动性强弱,小川同学选择了三种试剂就得出了结论,他选择的三种试剂为 。
【答案】(1)Fe>Cu>Cr
(2) 浅绿 铬片表面产生气泡较快,溶液逐渐变为蓝色
(3)Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑
(4) 硫酸亚铬(CrSO4)溶液在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[Cr(OH)SO4] H2O
(5)铬片、FeSO4溶液、铜片/铁片、CrSO4溶液、CuSO4溶液
【详解】(1) 由于铁比铜活泼,再结合其他猜想,则三种金属的活动性顺序:猜想一:Cr>Fe>Cu,猜想二:Fe>Cr>Cu,猜想三应为:Fe>Cu>Cr;
(2)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸亚铁溶液呈浅绿色,所以将铁片放入稀硫酸,铁片表面产生气泡较慢,溶液逐渐变为 浅绿色。 因为猜想一成立,即Cr>Fe>Cu,铬的活动性比铁强,所以铬与稀硫酸反应比铁与稀硫酸反应剧烈,现象为铬片表面产生气泡较快,溶液逐渐变为蓝色;
(3)铬与稀硫酸反应生成硫酸亚铬和氢气,化学方程式为Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑;
(4)根据“查阅资料”提供的信息可知,铬片加入稀硫酸反应后的溶液一段时间后变成绿色,是因为硫酸亚铬(CrSO4)溶液在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[Cr(OH)SO4];根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,在反应4CrSO4+O2+2X=4Cr(OH)SO4中,反应前铬原子有4个、硫原子有4个、氧原子有20个,反应后铬原子有4个、硫原子有4个、氧原子有24个、氢原子有4个,所以2X中含有4个氢原子和4个氧原子,则X的化学式为H2O。
(5)要验证三种金属的活动性顺序,可采用 “两金夹一盐” 或 “两盐夹一金” 的方法。若采用 “两金夹一盐”,可选择铬片、FeSO4溶液、铜片,将铬片放入FeSO4溶液中,铬能置换出铁,说明铬的活动性大于铁;将铜片放入FeSO4溶液中,无明显现象,说明铁的活动性大于铜,从而得出Cr>Fe>Cu;若采用 “两盐夹一金”,可选择铁片、CrSO4溶液、CuSO4溶液,将铁片放入CrSO4溶液中,无明显现象,说明铬的活动性大于铁;将铁片放入CuSO4溶液中,铁能置换出铜,说明铁的活动性大于铜,也能得出Cr>Fe>Cu。所以他选择的三种试剂为铬片、FeSO4溶液、铜片(或铁片、CrSO4溶液、CuSO4溶液)。
【变式】(2025·广东·模拟预测)金属锡(Sn)是人类发现最早且应用于生产的金属之一,锡器常用于茶叶、鲜花等物品的保鲜。兴趣小组围绕金属锡展开探究,请回答下列问题。
【探究一】锡的冶炼
(1)《天工开物》中记载了锡的冶炼方法。锡砂中的SnO2和木炭高温条件下反应生成锡和二氧化碳,用化学方程式表示为 。
(2)炼锡时,有关键的一步“点铅勾锡”,即在锡中加入少量铅形成合金,更易熔化流出,原因是 。
【探究二】锡的金属活动性顺序
(3)小组同学为探究铜、锡与锌的金属活动性顺序,设计了下表所示实验(金属片均已打磨,且形状大小相同,试管中所用5%的稀盐酸体积相同)。
〖实验记录与分析〗
实验一
实验二
实验三
实验操作
实验现象
产生气泡,速率较快
无明显现象
产生气泡,速率较慢
实验结论
铜、锡、锌的金属活动性由强到弱的顺序为 。
〖反思评价〗探究以上三种金属的活动性顺序,除利用金属与酸溶液的反应外,还可选用的一组药品是 (限定实验药品:锌片、铜片、锡片、ZnCl2溶液、CuCl2溶液、SnCl2溶液)。
〖拓展应用〗古代锡器常用来饮酒喝茶,很少装醋(含醋酸),原因是 。
【探究三】锡的回收
某废铜线中主要含有铜和锡(Sn)金属,采用如下流程回收金属铜和锡。
(4)将废铜线预先粉碎的目的是 。
(5)写出步骤①中反应的化学方程式是 。
(6)步骤②反应的基本反应类型属于 。
【答案】(1)
(2)形成合金熔点降低
(3) 锌>锡>铜 锌片、铜片和SnCl2溶液 锡与醋酸反应
(4)增大反应物的接触面积,加快反应速率
(5)
(6)分解反应
【详解】(1)锡砂中的SnO2和木炭高温条件下反应生成锡和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(2)由于合金的熔点低于组分金属,所以在锡中加入少量铅形成合金,更易熔化流出;
(3)实验结论:根据实验现象可知,铜、锡、锌的金属活动性由强到弱的顺序为锌>锡>铜;
反思评价:由于锌片能与SnCl2溶液反应,说明锌>锡;铜片不能与SnCl2溶液反应,说明锡>铜;即锌>锡>铜。所以还可选用的一组药品是锌片、铜片和SnCl2溶液;
拓展应用:据实验三可知,锡与醋酸反应,所以古代锡器常用来饮酒喝茶,很少装醋;
(4)为增大反应物的接触面积,加快反应速率,将废铜线预先粉碎;
(5)步骤①中锡粉与氯化铜溶液反应生成铜和氯化锡,化学方程式Sn+CuCl2=Cu+SnCl2;
(6)据流程图可知,步骤②反应是Sn(OH)4加热生成SnO2和水,符合分解反应一变多的特征,属于分解反应。
【巩固训练】
一、选择题
1.(2025·甘肃武威·三模)黄铜主要为 Cu和Zn的合金,下列试剂不能验证 Cu、Zn的金属活动性顺序的是
A.溶液 B.溶液 C.稀盐酸 D.溶液
【答案】A
【详解】A、溶液:铝(Al)在金属活动性顺序中位于锌()之前(),比更活泼。因此,不能置换中的Al,也不能置换Al()。黄铜放入溶液中,无反应发生(无现象),无法区分Cu和的活动性。不能验证,符合题意。
B、溶液:铁()在金属活动性顺序中位于锌之后、铜之前()。能置换中的:(观察到沉淀或颜色变化);不能置换(无反应)。黄铜放入溶液中,反应而不反应,表明比活泼、比活泼,从而验证。能验证,不符合题意。
C、稀盐酸:锌在氢之前(),能与稀盐酸反应:(产生气泡);铜在氢之后(),不能与稀盐酸反应。黄铜放入稀盐酸中,反应产生气泡,不反应,表明比活泼。稀盐酸能验证,不符合题意。
D、溶液:锌比铜活泼(),能置换中的:(观察到红色固体沉积);铜不能置换自身(无反应)。黄铜放入溶液中,合金中的反应生成,而不反应,表明。溶液能验证,不符合题意。
故选A。
2.(2025·四川乐山·二模)用下列各组物质进行实验,不能验证 Mg、Zn、Cu 三种金属活动性强弱的是
A.Mg、Cu、ZnCl2溶液 B.MgSO4溶液、Zn、CuSO4溶液
C.Mg、CuSO4溶液、ZnCl2溶液 D.Mg、Zn、Cu、稀硫酸
【答案】C
【详解】验证金属活动性顺序需通过置换反应判断。正确顺序为Mg > Zn > Cu,需证明Mg比Zn活泼,Zn比Cu活泼。
A、Mg与ZnCl2反应置换出Zn,验证活动性:Mg > Zn。Cu与ZnCl2不反应,验证活动性Zn > Cu。可得出Mg > Zn > Cu,A正确。
B、先把Zn插入到CuSO4中置换出Cu,验证活动性:Zn > Cu。然后把Zn放入到MgSO4溶液中,不反应,可验证Mg > Zn ,最后得出正确顺序为Mg > Zn > Cu,B正确。
C、Mg与CuSO4反应置换出Cu,Mg > Cu,Mg与ZnCl2反应置换出Zn,验证活动性:Mg > Zn。但无法验证Zn与Cu的顺序,C错误。
D、Mg、Zn与稀硫酸反应(H前),Cu不反应(H后),说明Mg、Zn > Cu。通过反应剧烈程度判断Mg与Zn顺序,Mg与稀硫酸比锌与稀硫酸反应剧烈,验证活动性:Mg>Zn,进而的出Mg > Zn > Cu。D正确。
故选C。
3.(2025·广东广州·二模)为验证镁、铜、银的活动性顺序,小东设计了如图所示的两组实验。下列说法正确的是
A.通过实验①、②能够验证三种金属的活动性顺序
B.实验②中发生的反应是:2Ag+CuSO4=Ag2SO4+Cu
C.实验①中溶液质量逐渐增大
D.实验①中溶液颜色由蓝色变为白色
【答案】A
【详解】A、①中镁与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,说明金属活动性;②中银与硫酸铜不反应,说明金属活动性,由此可得三种金属的金属活动性顺序为,说法正确,符合题意;
B、②中银与硫酸铜不反应,说法错误,不符合题意;
C、①中镁与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,化学方程式为,每24份质量的镁置换出64份质量的铜,则①中溶液质量逐渐减小,说法错误,不符合题意;
D、①中镁与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,溶液由蓝色逐渐变为无色,说法错误,不符合题意。
故选:A。
4.(2025·辽宁丹东·二模)下列事实能用金属活动性解释的是
①铝制品比铁制品更耐腐蚀
②用硫酸铜溶液和铁制取铜
③用稀盐酸除铁锈
④金属银不能与稀硫酸反应
A.①② B.①②③ C.②④ D.①②④
【答案】C
【详解】①铝制品比铁制品更耐腐蚀,是因为铝在常温下能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,能阻止内部金属进一步被氧化,不能用金属活动性解释;
②用硫酸铜溶液和铁制取铜,是因为铁比铜活泼,铁能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,能用金属活动性解释;
③用稀盐酸除铁锈,是因为铁锈主要成分是氧化铁,稀盐酸能与氧化铁反应生成氯化铁和水,不能用金属活动性解释;
④金属银不能与稀硫酸反应,是因为银的金属活动性在氢之后,能用金属活动性解释;
综上可知,能用金属活动性解释的是②④,故选:C。
5.(2020·山东济宁·中考真题)在两只烧杯中分别放入相同质量的镁、锌两种金属,然后向两只烧杯中分别倒入相同质量、相同质量分数的稀硫酸,反应产生氢气的质量与消耗硫酸的质量关系如图。综合以上信息得到以下结论,合理的是
A.从图象可以看出,金属镁比金属锌的活动性强
B.若两种金属都有剩余,二者得到的氢气质量相同
C.若硫酸有剩余,二者得到氢气的质量相同
D.若两种金属完全溶解,二者消耗硫酸的质量相同
【答案】B
【详解】A、图像体现的是产生氢气质量与消耗硫酸质量之间的关系,没有体现时间关系,无法比较镁、锌反应的速率,无法得出镁和锌的活动性强弱,说法错误;
B、若两种金属都有剩余,则消耗的硫酸质量相等,根据氢元素质量守恒,产生的氢气均来自硫酸中的氢元素,故二者得到的氢气质量相同,说法正确;
C、若硫酸有剩余,根据,可知,相同质量的镁、锌产生氢气的质量为:镁>锌,说法错误;
D、若两种金属完全溶解,根据,可知,相同质量的镁、锌与硫酸反应,消耗硫酸的质量为:镁>锌,说法错误。
故选:B。
6.(2025·江苏镇江·模拟预测)金属M与AgNO3 溶液发生反应的化学方程式为M+2AgNO3= M(NO3)2+2Ag,下列说法中不正确的是
A.M一定不是铝 B.M的金属活动性一定比H强
C.该反应是置换反应 D.若M为Fe,反应后溶液质量减少
【答案】B
【详解】A、铝在化合物中通常显+3价,其硝酸盐为 。但方程式中生成 ,表明 M 为+2价,因此 M 不可能是铝(铝是+3价)。该说法正确。
B、金属活动性顺序为:钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、(氢)、铜、汞、银、金。位于氢之前的金属活动性比氢强,能置换酸中的氢;位于氢之后的金属活动性比氢弱,不能置换酸中的氢。M 能置换银(银在氢之后),说明 M 的活动性比银强,但 M 不一定比氢强。例如,M 可以是铜,该说法不正确。
C、置换反应是指一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物。本反应中,单质 M 与化合物 反应,生成新单质 Ag 和新化合物 M(NO3)2,符合置换反应定义。该说法正确。
D、若M为Fe,根据化学方程式Fe + 2AgNO3 = Fe(NO3)2 + 2Ag,每56份质量的铁置换出216份质量的银,反应后溶液质量减少,该说法正确。
故选D。
7.(2025·湖南邵阳·三模)北宋湿法炼铜家张潜以胆水(硫酸铜溶液)浸铁炼铜,即利用硫酸铜溶液与铁发生化学反应,将铜析出,此法堪称我国冶金和化学史上的一大发明。有关说法正确的是
A.硫酸铜溶液呈现红色 B.生成物中除了铜,还有硫酸铁
C.铜的化学性质比铁活泼 D.湿法炼铜中有元素化合价发生变化
【答案】D
【详解】A、硫酸铜溶液因含Cu2+呈蓝色,而非红色,说法错误;
B、铁置换硫酸铜中的铜,生成硫酸亚铁,而非硫酸铁,说法错误;
C、金属活动性顺序中,铁比铜活泼,说法错误;
D、反应中铁元素从铁单质中的0价,变为硫酸亚铁的+2价,铜元素从硫酸铜中的+2价,变为铜单质的0价,化合价均变化,说法正确。
故选D。
8.(2025·贵州贵阳·二模)向硝酸镁、硝酸亚铁、硝酸铜的混合溶液中逐渐加入一定量的锌粉,生成铁的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法正确的是
A.Oa段没有发生化学反应
B.ab段溶液质量减小
C.c点溶液中的溶质有三种
D.根据实验现象及消耗锌粉、生成铁的质量可以判断铜锌铁三种金属的活动性顺序
【答案】D
【详解】向硝酸镁、硝酸亚铁、硝酸铜的混合溶液中加入锌粉,因为锌的金属活动性比镁弱,所以锌不与硝酸镁反应,而锌的活动性比铁和铜强,且铜的活动性比铁弱,所以锌先与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,硝酸铜完全后,再与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁。
A、根据分析可知,Oa段是锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,发生了化学反应,错误;
B、ab段是锌与硝酸亚铁反应,化学方程式为Zn+Fe(NO3)2=Zn(NO3)2+Fe,根据化学方程式可知,每65份质量的锌置换出56份质量的铁,即进入溶液的锌的质量大于从溶液中析出铁的质量,溶液质量增大,错误;
C、c点时锌粉过量,硝酸铜和硝酸亚铁都已完全反应。溶液中的溶质有硝酸镁、硝酸锌两种(锌不与硝酸镁反应,锌与硝酸铜、硝酸亚铁反应分别生成硝酸锌),错误;
D、根据实验现象及消耗锌粉、生成铁的质量获得的信息:开始有红色物质生成,铁的质量为零,一段时间后有铁生成,说明锌能置换出铁和铜,说明锌比铁和铜活泼;又因为锌先与硝酸铜反应,后与硝酸亚铁反应,说明铜比铁的活动性弱。所以可以判断铜、锌、铁三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu,正确。
故选D。
9.(2025·江苏盐城·一模)烧杯中盛有锌粉和铁粉的混合物mg,向其中逐渐加入一定浓度的稀盐酸,测得剩余固体的质量与加入稀盐酸体积的关系如图所示。下列有关结论错误的是
A.剩余固体的质量与稀盐酸体积的关系为=
B.加入V2mL稀盐酸时,溶液中溶质为FeCl2和ZnCl2
C.加入V1mL稀盐酸时,剩余固体中只有铁
D.整个过程中产生氢气的质量一定小于g
【答案】A
【分析】金属活动性:Zn>Fe>H,向锌粉和铁粉的混合物中逐渐加入一定浓度的稀盐酸,锌先与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,待锌完全反应后,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。
【详解】A、剩余固体质量(m-n)g表示锌的质量,ng表示铁的质量,锌消耗盐酸质量为:,铁消耗盐酸质量为:,V1mL表示与锌反应消耗盐酸体积,(V2-V1)mL表示与铁反应消耗盐酸体积,浓度相同,则消耗盐酸质量之比等于消耗盐酸体积之比,即由上述反应关系可知:,可得:,符合题意;
B、加入V2mL稀盐酸时,铁与稀盐酸恰好完全反应,锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,故此时溶液中溶质为氯化亚铁和氯化锌,不符合题意;
C、加入V1mL稀盐酸时,锌与稀盐酸恰好完全反应,此时剩余固体只有铁,不符合题意;
D、由图可知,整个过程中消耗锌粉和铁粉的质量和为mg。
mg锌粉完全反应生成氢气的质量为:
mg铁粉完全反应生成氢气的质量为:
故整个过程中产生氢气的质量一定小于g,不符合题意。
故选A。
二、填空与简答
10.(2025·陕西咸阳·二模)将锌片插入硫酸铝和一种硫酸盐(X)的混合溶液中,发现锌片表面析出红色固体时取出锌片,再插入一根粗铁丝,铁丝表面同样析出红色固体。
(1)
X溶液中的阳离子符号是 。
(2)取出锌片后溶液中一定含有的溶质是 。
(3)插入粗铁丝后反应的化学方程式为 。
【答案】(1)Cu2+
(2)硫酸铝、硫酸锌、硫酸铜 / Al2(SO4)3、ZnSO4、CuSO4
(3)
【详解】(1)锌片插入混合溶液中,表面析出红色固体,说明发生了置换反应,能置换出红色固体(铜),所以X是硫酸铜,其阳离子是Cu2+;
(2)锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌不能和硫酸铝反应;再插入一根粗铁丝,铁丝表面同样析出红色固体,取出锌片后溶液中一定含有的溶质还有硫酸铜(CuSO4),所以取出锌片后溶液中一定含有的溶质是硫酸铝、硫酸锌、硫酸铜 [或 Al2(SO4)3、ZnSO4、CuSO4];
(3)插入粗铁丝,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
11.(2025·陕西榆林·三模)某化学兴趣小组设计了如图所示的创新实验,验证银、铁、铜三种金属的活动性。装置a中盛有一定量的硝酸银溶液和铜片,充分反应后打开弹簧夹K,使a中溶液全部流入放有铁片的装置b中。回答下列问题:
(1)装置a中发生反应的化学方程式: ;
(2)装置b中观察到铁表面有 色固体生成,证明铁的金属活动性强于铜。
(3)同学们分析充分反应后,装置b中的溶液中 (“一定”或“可能”)含有硝酸铜。
【答案】(1)
(2)红
(3)可能
【详解】(1)铜的金属活动性比银强,因此装置a中发生的反应是铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,化学方程式为;
(2)装置a中盛有一定量的硝酸银溶液和铜片,铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,充分反应后打开弹簧夹K,使a中溶液全部流入放有铁片的装置b中,铁与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁,观察到铁表面有红色固体生成,证明铁的金属活动性强于铜;
(3)由于题中未明确铁片的用量,若铁片用量过少,装置b中的溶液中会含有剩余的硝酸铜,反之则没有硝酸铜,故填:可能。
12.(2025·陕西渭南·二模)在进行了金属的化学性质实验后,实验室的废液缸中存在较多含硝酸锌、硝酸铜、硝酸银的混合溶液。为回收金属银,同学们设计如下实验。
(1)步骤Ⅰ和步骤Ⅲ中发生的反应相同,化学方程式均为: 。
(2)经过步骤Ⅰ和步骤Ⅱ后,所得“滤液A”的质量 (填“大于”、“小于”或“等于”)“一定量废液”的质量。
(3)滤液C的溶质成分是 (填化学式)。
(4)在判断步骤Ⅰ中加入的铜粉是否过量时,下列方案合理的是________(填字母)。
A.观察滤液A是否为蓝色
B.取少量滤渣B,加入稀盐酸,观察是否有气泡产生
C.观察滤渣B中是否有紫红色固体
【答案】(1)
(2)小于
(3)
(4)C
【详解】(1)铜的金属活动性比银强,能将银从其盐溶液中置换出来,步骤 Ⅰ 中加入铜粉,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,步骤 Ⅱ 过滤后,滤液 A 中含有硝酸锌、硝酸铜,步骤 Ⅲ 滤渣B加入适量的硝酸银溶液,发生的反应也是铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,化学方程式均为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag ;
(2)步骤 Ⅰ 中铜与硝酸银反应的化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,根据化学方程式可知,每64份质量的铜参加反应会置换出216份质量的银,即反应后溶液质量减小。所以经过步骤 Ⅰ 和步骤 Ⅱ 后,所得 “滤液 A” 的质量小于 “一定量废液” 的质量;
(3)步骤 Ⅰ 中加入铜粉,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,步骤 Ⅱ 过滤后,滤液 A 中含有硝酸锌、硝酸铜,滤渣B含有银河铜,步骤 Ⅲ 滤渣B加入适量的硝酸银溶液,发生的反应也是铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,滤液C的溶质成分是硝酸铜,化学式为;
(4)A、若滤液 A 为蓝色,说明溶液中含有硝酸铜,可能是铜与硝酸银恰好完全反应,也可能是铜不足,硝酸银有剩余,所以不能根据滤液 A 是否为蓝色判断铜粉是否过量,该方案不合理,不符合题意;
B、铜和银都不能与稀盐酸反应,取少量滤渣 B,加入稀盐酸,观察是否有气泡产生,无法判断铜粉是否过量,该方案不合理,不符合题意;
C、若滤渣 B 中有紫红色固体,说明铜粉过量;若滤渣 B 中没有紫红色固体,说明铜粉不过量,该方案合理,符合题意。
故选C。
13.金属的回收与利用是保护金属资源的重要途径。废旧手机的电路板中主要含有铜,还含有少量铝、铁、金。为回收其中的铜、金,设计了如下流程。
已知:①金在该流程中均不发生反应。
②Cu可以与过氧化氢和稀硫酸的混合溶液发生反应,反应的化学方程式为。
(1)滤液1中的溶质有 (填化学式)。
(2)滤渣2是 (填化学式)。
(3)过程II中的主要实验现象是 。
(4)过程III中发生反应的化学方程式是 。
(5)过程III中加入过量铁粉的目的是 。
【答案】(1)FeSO4、Al2(SO4)3、H2SO4
(2)Au
(3)固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色
(4)
(5)将滤液2中的硫酸铜完全反应,把铜全部置换出来
【详解】(1)废旧手机电路板中含铜、铝、铁、金,加入过量稀硫酸,铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铁会与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,稀硫酸过量,所以滤液1中的溶质有反应生成的硫酸亚铁、硫酸铝和过量的稀硫酸,故填:FeSO4、Al2(SO4)3、H2SO4;
(2)向滤渣1(含铜、金)中加入过氧化氢和稀硫酸的混合溶液,铜发生反应,金不反应,所以滤渣是金,故填:Au;
(3)过程II是铜与过氧化氢和稀硫酸的混合溶液发生反应,化学方程式为,实验现象为固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色,故填:固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色;
(4)过程III中,滤液2(含硫酸铜等)加入过量铁粉,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为,故填:;
(5)过程III中加入过量铁粉的目的是将滤液2中的硫酸铜完全反应,把铜全部置换出来,以提高铜的回收率,故填:将滤液2中的硫酸铜完全反应,把铜全部置换出来。
三、科学探究题
14.(2024·贵州·一模)我国首款具有自主知识产权的大型民用客机C919使用了大量的金属材料。
(1)用铜作导线,利用了铜的 性。
(2)铝常用于制造合金。铝有很强的抗腐蚀性,主要原因是铝的表面形成一层致密的氧化铝薄膜,发生反应的化学方程式为 。
(3)探究Al、Fe和Cu三种金属的活动性顺序。
【设计实验】同学们设计了如图的6个实验(图中“→”表示将足量金属片加入到溶液中,如③表示将Al片加入到CuSO4溶液中)。
完成①~⑥实验,记录实验数据。写出其中任意一个反应的实验现象及化学方程式 。
【交流讨论】甲同学做了③和④两个实验,经过观察和分析,得出结论:A1>Fe>Cu。乙同学认为甲同学的结论不合理,理由是 。
【反思结论】为达实验目的,从①~⑥的实验中,选择必要的(不多选)实验组合完成探究任务,正确的组合有 (填实验序号)。
(4)物质的性质决定物质的用途,由以上金属的利用和实验探究归纳出金属的化学性质有 。
(5)工业上用CO与赤铁矿(主要成分Fe2O3)高温下反应冶炼铁,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)导电
(2)4Al+3O2=2Al2O3
(3) 有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色,Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 由③可得金属活动性Al>Cu,由④可得金属活动性Al>Fe,无法判断Fe、Cu的金属活动性顺序 ①④/④⑥/②④⑤
(4)多数金属与氧气反应、部分金属与酸反应、金属与某些盐溶液反应
(5)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
【详解】(1)铜可作导线,利用了铜的导电性。
(2)铝和氧气在常温下能生成一层致密的氧化铝薄膜,则铝具有抗腐蚀性,反应的化学方程式为:。
(3)[设计实验]实验①中,铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,现象为铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色,反应的化学方程式为:;
实验②中,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,现象为有气体产生,溶液由无色变为浅绿色,方程式为:;
实验③中,铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,现象为铝丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为无色,方程式为:;
实验④中,铝和硫酸亚铁反应生成铁和硫酸铝,现象为铝丝表面有银白色固体析出,溶液由浅绿色变为无色,方程式为:;
实验⑤中,铜不能和硫酸反应,无明显现象;
实验⑥中,铜不能和硫酸亚铁反应,无明显现象。
[交流讨论]③能说明铝比铜活泼,④能说明铝比铁活泼,但没有比较铁和铜的金属活动性顺序,则不能证明铝、铁、铜的金属活动性顺序。
[交流讨论]①⑥能说明铁比铜活泼,④能说明铝比铁活泼,则对比①④或①⑥可知金属活动性顺序:铝>铁>铜;②⑤对比也能说明铁比铜活泼,则对比②④⑤也能证明金属活动性顺序:铝>铁>铜。
(4)铝具有抗腐蚀性,是因为多数金属能和氧气反应,探究铝、铁、铜活动性顺序时,说明部分金属能和酸反应,或金属能和某些盐反应。
(5)一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
15.(24-25九年级上·陕西·期末)M是生活中常见的金属,MSO4溶液是无色液体,某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序,请你和他们一起进行以下探究活动。
【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的?
【实验1】
(1)取粗细相同的M丝、铜丝、铝丝分别放入盛有等体积、等浓度稀盐酸的3支试管中,进行如表所示的实验。
实验操作
M丝插入试管①中
铜丝插入试管②中
铝丝插入试管③中
根据现象得出金属活动性顺序
刚开始的现象
有少量气泡产生
无气泡
无气泡
M>Cu,M>Al
几分钟后的现象
有少量气泡产生
无气泡
有大量气泡产生
【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢?同学们带着这个疑问查阅了相关资料,明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡,是因为铝表而致密的氧化膜会先与盐酸反应。
【反思评价】
(2)做金属性质实验时需将金属进行打磨,打磨的目的是 。
【实验2】为进一步确认M、铝、铜这三种金属的活动性顺序,取粗细相同、打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液,进行如图所示实验,得出金属活动性顺序:Al>M>Cu。
(3)乙中观察到的现象是 。
(4)同学们经讨论后认为实验2可以优化,去掉 (填编号)实验,也能得出正确的结论。
【拓展迁移】
(5)为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中不合理的是______(填字母)。
A.锌、CuSO4溶液、银 B.ZnSO4溶液、铜、银
C.ZnSO4溶液、铜、AgNO3溶液 D.锌、铜、稀盐酸、AgNO3溶液
【答案】(1)Al>M>Cu
(2)除去金属表面的氧化物薄膜
(3)M丝上有红色固体析出,溶液的蓝色逐渐褪去
(4)丙
(5)B
【详解】(1)铜丝插入稀盐酸中,无气泡,说明铜和稀盐酸不反应,说明在金属活动性顺序里,铜排在氢后,铝丝和M丝插入等体积、等浓度稀盐酸中,几分钟后,M丝有少量气泡产生,铝丝有大量气泡产生,说明在金属活动性顺序里,铝、M均排在氢前,且铝比M活泼,故三种金属的活动性顺序为:Al>M>Cu;
(2)做金属性质实验时需将金属进行打磨,打磨的目的是除去金属表面的氧化物薄膜,防止影响实验;
(3)M比铜活泼,则乙中M能与硫酸铜反应生成铜,故现象是:M丝上有红色固体析出,溶液的蓝色逐渐褪去;
(4)实验甲中铝能与MSO4反应,说明铝比M活泼,实验乙中M能与硫酸铜反应,有红色固体析出,说明M比铜活泼,实验丙中铝能与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,有红色固体析出,说明铝比铜活泼,故通过甲、乙实验即可得出三种金属的活动性顺序,可以去掉丙实验;
(5)A、锌能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,有红色固体析出,说明锌比铜活泼,银和硫酸铜不反应,无明显现象,说明铜比银活泼,可以得出三种金属的活动性顺序,不符合题意;
B、铜、银均与硫酸锌不反应,均无明显现象,说明锌比铜、银活泼,但是无法探究铜、银的金属活动性顺序,符合题意;
C、铜与硫酸锌不反应,无明显现象,说明锌比铜活泼,铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,有银白色固体析出,说明铜比银活泼,可以得出三种金属的活动性顺序,不符合题意;
D、锌能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,产生气泡,铜和稀盐酸不反应,无明显现象,说明在金属活动性顺序里,锌排在氢前,铜排在氢后,说明锌比铜活泼,铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,有银白色固体析出,说明铜比银活泼,可以得出三种金属的活动性顺序,不符合题意。
故选B。
16.(2024·河北邯郸·一模)锡纸花甲米线(如图),又叫锡纸花甲,是一种最近流行的新式小吃。锡纸能保持花甲米线原汁原味不流失。同学们对这种“锡纸”产生了兴趣,在实验室进行了如下探究:
【提出问题】“锡纸”中金属的成分?
【作出猜想】
猜想①:“锡纸”中的金属是锡;猜想②:“锡纸”中的金属是铝。
【进行实验】
小宇取打磨后的“锡纸”片放入试管中,滴加少量稀盐酸,观察到试管中有气泡产生,由此得出猜想②成立。
(1)小芳取打磨后的“锡纸”片放入试管中,滴加少量硫酸亚铁溶液,观察到“锡纸”表面出现黑色物质,且 ,从而也得出猜想②成立。
【交流讨论】
(2)取“锡纸”打磨,其目的是 。
(3)同学们经过讨论,一致认为小宇的实验方案不够严谨,理由是 ;小芳的实验方案合理,可以得出正确的结论。写出小芳实验中试管内发生反应的化学方程式: 。
(4)下列物质中可以替代硫酸亚铁溶液完成实验的是______(选填序号)。
A.氯化铜溶液 B.硝酸银溶液 C.硫酸钠溶液 D.氯化锌溶液
【得出结论】“锡纸”中的金属是铝。
【提出新问题】铝作的纸为什么叫“锡纸”
【查阅资料】
最初的锡纸是锡造的,但锡的熔点较低,到160℃就开始脆化;而铝的熔点较高、价格较低,适用于普通食品包装、烘焙食品,既干净卫生又能保持食品原有风味。
(5)使用后的锡纸可以回收制成新的锡纸产品,这样既减少了资源的浪费,又有 等优点。
【拓展延伸】
(6)通过实验,大家对铝充满了兴趣。查找发现“铝”无处不在:飞机、汽车、火车、船舶、宇宙火箭、人造卫星、电线电缆等都是由铝合金制成的。据此,请写出一条铝合金可能具有的性质: 。
【答案】(1)溶液由浅绿色变为无色
(2)去除“锡纸”表面的氧化膜和杂质
(3) 在金属活动性顺序里,铝、锡均排在氢前,铝、锡均能与稀盐酸反应,产生气泡
(4)D
(5)保护环境
(6)硬度大(或抗腐蚀性强)
【详解】(1)结论为猜想②成立,则该金属是铝,铝能与硫酸亚铁反应生成硫酸铝和铁,故取打磨后的“锡纸”片放入试管中,滴加少量硫酸亚铁溶液,观察到“锡纸”表面出现黑色物质,溶液由浅绿色变为无色;
(2)取“锡纸”打磨,其目的是:去除“锡纸”表面的氧化膜和杂质;
(3)在金属活动性顺序里,锡、铝均排在氢前,锡、铝均能与稀盐酸反应生成氢气,均能产生气泡,故小宇的实验方案不够严谨;
小芳实验中发生反应为铝和硫酸亚铁反应生成硫酸铝和铁,该反应的化学方程式为:;
(4)A、在金属活动性顺序里,铝、锡均排在铜前,铝、锡均能与氯化铜反应,故不能用氯化铜溶液代替硫酸亚铁溶液,不符合题意;
B、在金属活动性顺序里,铝、锡均排在银前,铝、锡均能与硝酸银反应,故不能用硝酸银溶液代替硫酸亚铁溶液,不符合题意;
C、在金属活动性顺序里,钠排在铝、锡的前面,铝、锡均与硫酸钠不反应,故不能用硫酸钠溶液代替硫酸亚铁溶液,不符合题意;
D、在金属活动性顺序里,锌排在铝后,排在锡前,铝能与氯化锌反应生成氯化铝和锌,锡和氯化锌不反应,可以用氯化锌溶液代替硫酸亚铁溶液,符合题意。
故选D;
(5)使用后的锡纸可以回收制成新的锡纸产品,这样既减少了资源的浪费,又有减少污染,保护环境的优点;
(6)飞机、汽车、火车、船舶、宇宙火箭、人造卫星、电线电缆等都是由铝合金制成的,说明铝合金硬度大,抗腐蚀性强。
【强化训练】
一、选择题
1.(2025·安徽滁州·三模)化学反应的本质是微粒的转化,某中学常见溶液中的反应转化关系如下图所示,下列说法不正确的是
A.反应的方程式为
B.该反应基本反应类型是置换反应
C.此反应说明锌的活动性小于铜
D.此反应中未变化的微粒是
【答案】C
【详解】A、由图可知,该反应是锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,化学方程式为,A 正确;
B、该反应是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,属于置换反应,B 正确;
C、锌能置换出硫酸铜中的铜,说明锌的活动性大于铜,C 错误;
D、由图可知,此反应的实质是Zn与Cu2+反应生成Cu、Zn2+,未变化的微粒是,D 正确。
故选C。
2.(2025·江苏南京·二模)向盛有一定质量MgSO4、FeSO4和CuSO4混合溶液的烧杯中加入锌粉至过量,使其充分反应(实验过程中溶液均为不饱和状态),烧杯中溶质、溶剂和金属的质量随锌粉质量的变化情况如下图所示。下列说法正确的是
A.曲线乙表示烧杯中金属的质量变化
B.MN段发生反应:Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe
C.当加入的锌粉质量为bg时,若向固体中加入稀盐酸,有气泡产生
D.当加入的锌粉质量为cg时,固体中有2种金属,溶液中有2种溶质
【答案】D
【详解】A、金属活动性顺序为Mg>Zn>Fe>Cu,向盛有一定质量MgSO4、FeSO4和CuSO4混合溶液的烧杯中加入锌粉至过量,锌不能与MgSO4溶液反应,锌优先与CuSO4反应生成硫酸锌和铜,CuSO4反应完,锌才能与FeSO4反应生成硫酸锌和铁。锌和硫酸铜反应的化学方程式为Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu,每65份质量的锌可置换出64份质量的铜,烧杯中金属的质量从0开始逐渐增加,溶质的质量也会增加;锌和硫酸亚铁反应的化学方程式为Zn+FeSO4═ZnSO4+Fe,每65份质量的锌可置换出56份质量的铁,烧杯中金属的质量继续增加,溶质的质量会增加,曲线丙表示烧杯中金属的质量变化;曲线乙表示烧杯中溶质质量的变化,错误;
B、根据分析可知,MN段发生反应:Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu,错误;
C、根据分析可知,当加入的锌粉质量为bg时,锌恰好与CuSO4溶液完全反应,此时固体是铜,若向固体中加入稀盐酸,没有气泡产生,错误;
D、当加入的锌粉质量为cg时,锌和硫酸亚铁恰好完全反应,固体中有铜、铁2种金属,溶液中有硫酸锌、硫酸镁2种溶质,正确。
故选D。
3.(2025·江苏常州·三模)在实验室中,小明同学为了探究金属与盐溶液的反应规律,将一定质量的某种金属M的粉末放入AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液中,实验过程及现象如图所示,结合实际现象判断,小明同学得出的以下结论中,错误的是
A.加入的金属M可能是单质锌 B.滤渣中一定含有金属单质M
C.滤渣中一定含有单质铜和银 D.滤液中可能含有硝酸银
【答案】D
【分析】将金属M的粉末放入AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液中充分反应后溶液显无色,说明反应后的溶液中不存在铜离子,说明M与硝酸铜反应置换出铜,铜的活动性强于银,故M先与硝酸银反应置换出银,则滤渣中一定含有银和铜;根据向滤渣中加入稀盐酸产生无色气体,而银和铜都不能和稀盐酸反应,滤渣中存在活泼金属;向滤液中滴加稀盐酸无沉淀生成,说明滤液中不存在银离子,即银离子已被完全置换出来,进而可以判断加入的M比铜和银都活泼,且排在顺序表中氢的前面,从而可以判断滤液中的银离子和铜离子已被完全置换出来;
【详解】A、锌在发生置换反应时生成的硝酸锌,题中得到的是无色溶液,所以可能为锌,故A正确;
B、加入稀盐酸产生气体,所以可以判断在滤渣中一定含有金属M,故B正确;
C、由分析可知,滤渣中一定含有单质铜和银,故C正确;
D、由于活泼金属是过量的,所以滤液中一定没有银离子,故D错误。
故选:D。
4.(2025·河北邢台·三模)将一定质量锌粉和铜粉的混合物放入烧杯中,再向烧杯中逐渐加入硝酸银溶液,充分反应后烧杯中剩余固体质量与加入硝酸银溶液质量的关系如图所示。下列判断错误的是
A.ab段溶液始终为无色
B.b点剩余固体中加入稀盐酸能观察到有气泡
C.c点发生反应:
D.e点所得溶液中的溶质有三种
【答案】B
【详解】A、ab段发生反应的化学方程式:,反应生成的溶液为无色,因此ab段溶液始终为无色,判断正确,不符合题意;
B、根据金属活动性(),只有锌能与稀盐酸反应产生气泡。锌的相对原子质量(65)小于银的相对原子质量(108),固体质量增加较慢(段斜率小);铜的相对原子质量为64,铜与硝酸银反应时,固体质量增加更快(段斜率大)。因此段锌与硝酸银的反应阶段,b点时锌已经完全反应(否则段斜率不会突变),剩余固体为铜和银(均不与稀盐酸反应),加入稀盐酸不能观察到气泡,判断错误,符合题意;
C、段锌完全反应后,铜开始与硝酸银反应(段),c点处于段内,反应为铜置换银,化学方程式为,判断正确,不符合题意;
D、e点时,硝酸银过量,反应生成了溶液(锌与硝酸银反应)、溶液(铜与硝酸银反应),同时剩余未反应的溶液,因此溶液中溶质为、、共三种,判断正确,不符合题意。
故填:B。
5.(2025·河南商丘·三模)为探究铁、铜两种金属的活动性,康康同学设计了如下实验,将 B、C试管反应后的废液倒入废液缸中,过滤得到滤渣和滤液,向所得滤液中加入铁粉,若有气泡产生,则下列说法正确的是
A.滤渣中含有铁和铜 B.滤液中含有硫酸、硫酸铜和硫酸亚铁
C.滤渣中只含有铜 D.滤液中含有硫酸和硫酸亚铁
【答案】C
【详解】在金属活动性顺序中,铁排在氢和铜的前面,铁能与稀硫酸反应生成氢气,化学方程式为Fe + H2SO4=FeSO4 + H2↑,铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu。 A 、向所得滤液中加入铁粉有气泡产生,这表明滤液中含有稀硫酸,若滤渣中有铁,铁会先与稀硫酸反应,就不会有气泡产生,所以滤渣中一定不含铁,A 错误。
B、如果铁粉的量适量,可恰好和硫酸铜反应完,发生反应Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu,此时滤液中就不含有硫酸铜;若铁粉的量不足,硫酸铜有剩余,所以不能确定滤液中一定含有硫酸铜,B 错误。
C 、由于向滤液中加铁粉有气泡,说明滤液中有硫酸,即原反应中铁粉不足,铁只与部分硫酸铜反应生成了铜,所以滤渣中只含有铜,C 正确。
D 、同理,不能确定滤液中一定含有硫酸铜,所以不能说滤液中含有硫酸和硫酸亚铁就一定正确,D 错误。
故选C。
6.(2025·湖北武汉·中考真题)项目小组为探究金属的化学性质进行图1所示实验,充分反应后,甲试管内的溶液只含一种溶质。然后将甲、乙两支试管内的物质倒入烧杯,如图2所示。充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。
下列说法错误的是
A.若滤液呈无色,则滤渣中可能存在3种物质 B.若滤液呈蓝色,则滤渣中可能存在2种物质
C.若滤渣为混合物,则其质量可能小于2mg D.若滤渣为纯净物,则滤液中可能存在3种金属离子
【答案】D
【分析】甲试管中锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,充分反应后,甲试管内的溶液只含一种溶质,则甲试管中的溶质为氯化锌,则稀盐酸已经完全反应;乙试管中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,则乙试管中一定含硝酸铜和银。
【详解】A、若滤液呈无色,则滤液中不含硝酸铜,则混合前甲试管中锌过量,混合后,锌与硝酸铜反应生成了硝酸锌和铜,且硝酸铜完全反应,铜一定与硝酸银反应生成了银,锌一定与硝酸铜反应生成了铜,故滤渣中一定含铜、银,可能含锌,故滤渣中可能存在3种物质,不符合题意;
B、若滤液呈蓝色,则滤液中含硝酸铜,乙试管中铜一定与硝酸银反应生成了银,则滤渣中一定含银,如果甲试管中锌过量,混合后,锌可能与硝酸铜反应生成了铜,且硝酸铜部分反应,故滤渣中可能含铜,故滤渣中可能含铜、银两种物质,不符合题意;
C、若滤渣为混合物,由以上分析可知,滤渣中一定含银,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,即,64份质量的铜置换出216份质量的银,固体质量增加,则得到固体的质量大于mg,如果甲试管中锌过量,混合后,锌与硝酸铜反应生成了硝酸锌与铜,即,65份质量的锌置换出64份质量的铜,固体质量减小,得到铜的质量一定小于mg,则若滤渣为混合物,则其质量可能小于2mg,不符合题意;
D、若滤渣为纯净物,由于乙试管中铜与硝酸银反应生成了银,且银不参与其他反应,故滤渣中一定含银,则滤渣为银,甲试管中一定含氯化锌,如果乙试管中含硝酸银,硝酸银能与氯化锌反应生成氯化银和硝酸锌,则乙试管中一定不含硝酸银,则混合后,滤液中一定含锌离子、铜离子两种金属离子,一定不含银离子,符合题意。
故选D。
7.(2025·陕西铜川·三模)金属材料在生活中有着广泛的用途,某兴趣小组所做的有关金属性质实验如图所示,下列说法正确的是
A.A试管中观察到的现象只有铜丝表面出现银白色固体
B.如图实验可验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序
C.A试管中发生反应的化学方程式为
D.B试管反应后的溶液中一定含有CuSO4
【答案】B
【详解】A、铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,则A试管中观察到的现象是:铜丝表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色,说法错误,不符合题意;
B、A试管中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,说明金属活动性铜>银,B试管中铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,说明金属活动性铁>铜,由此可验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序为,说法正确,符合题意;
C、A试管中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,化学方程式为,说法错误,不符合题意;
D、B试管中铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,则B试管反应后的溶液中一定含有,可能含有,说法错误,不符合题意。
故选:B。
二、实验题
8.(2025·陕西西安·一模)为探究金属的化学性质,某同学设计了如图实验:
(1)图甲中刚开始无气泡产生,一段时间后产生大量气泡,原因是铝表面有一层 。
(2)图乙中Y型管右侧发生反应的化学方程式是 。
(3)图乙待Y型管右侧反应结束后,倾斜Y型管,使右侧反应后的溶液进入左侧,对左侧反应后物质进行探究,下列叙述正确的是 (填序号)。
①若Y型管左侧溶液为无色,则溶液中溶质只有硝酸锌。
②若Y型管左侧溶液为蓝色,则溶液中溶质成分有两种可能。
③若Y型管左侧锌片表面有红色固体附着,则固体中一定有铜和银。
【答案】(1)氧化铝薄膜
(2)
(3)①②
【详解】(1)铝常温下和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水。由于图甲的铝丝为未打磨的铝丝,所以图甲中刚开始无气泡产生,一段时间后产生大量气泡;
(2)铜的金属活动性强于银,故图乙中Y型管右侧是铜和硝酸银反应生成银单质和硝酸铜溶液,化学方程式为:;
(3)左侧铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,则进入右侧的溶液中一定有硝酸铜,不一定有硝酸银。则左侧溶液中不能确定是否有硝酸银,滤渣中不能确定是否有银。
①活动性锌>铜>银,则右侧溶液进入左侧后如有硝酸银,锌先和硝酸银反应生成银和硝酸锌(不一定发生),之后锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,硝酸铜溶液为蓝色,则Y型管左侧溶液为无色说明硝酸铜全部参与反应,则溶液中的溶质只有硝酸锌。正确。
②若Y型管左侧溶液为蓝色,说明有硫酸铜剩余。因为锌一定参与反应生成硝酸锌,所以溶液中溶质一定有硝酸铜和硝酸锌。如果右侧没有硝酸银进入左侧,或进入左侧硝酸银较少被锌全部消耗,则溶质没有硝酸银。如右侧有硝酸银进入左侧,且硝酸银较多,将锌全部反应后还有剩余,则溶液中溶质还有硝酸银。所以溶液中溶质成分有两种可能。正确。
③因为不确定是否有硝酸银进入左侧,则固体中不一定含有银。说法错误。
故选①②。
三、填空与简答
9.(2025·四川内江·二模)下面是某学习小组对Cu、Fe、Mg、Al四种金属相关知识的学习与探究,请你回答下列问题:
(1)所给四种金属分别放入到同种稀硫酸中,请写出最剧烈反应的化学方程式为 。
(2)下列可用于验证铜、镁、铁三种金属的活动性强弱的一组药品是___________。
①Cu、Mg、FeSO4溶液 ②Cu、Fe、MgSO4溶液
③Mg、FeSO4溶液、CuSO4溶液 ④Fe、CuSO4溶液、MgSO4溶液
A.②③ B.①② C.①④ D.③④
【答案】(1)
(2)C
【详解】(1)根据金属活动性,将Cu、Fe、Mg、Al四种金属分别放入到同种稀硫酸中,反应最剧烈的是镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,化学方程式为;
(2)①铜与硫酸亚铁不反应,说明铁比铜活泼;镁与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸镁,说明镁比铁活泼,由此可得铜、镁、铁三种金属的活动性顺序为,能达到实验目的;
②铜、铁均与硫酸镁不反应,说明金属活动性,不能验证铁、铜的金属活动性强弱,不能达到实验目的;
③镁与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸镁,说明镁比铁活泼;镁与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,说明镁比铜活泼,不能验证铁、铜的金属活动性强弱,不能达到实验目的;
④铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,说明铁比铜活泼;铁与硫酸镁不反应,说明镁比铁活泼,由此可得铜、镁、铁三种金属的活动性顺序为,能达到实验目的;
综上可知,能达到实验目的的是①④,故选:C。
10.(2025·山东枣庄·模拟预测)金属及金属材料在生产生活中有广泛的应用,请根据相关信息回答问题。
(1)云南省博物馆创建于1951年,馆内收藏文物丰富,包括闻名中外的战国时期的牛虎铜案、西汉时期的四牛鎏金贮贝器等。
①牛虎铜案和四牛鎏金贮贝器为青铜制品,青铜是铜锡合金,青铜的熔点比纯铜的 (填“高”或“低”)。
②唐宋时期“湿法炼铜”广而传之,即把铁放入胆矾溶液(硫酸铜溶液)中得到铜,请写出该反应的化学方程式: 。
③铜丝常用作导线,是因为它具有良好的延展性和 性。
(2)回收利用金属不仅可以节约金属资源,还可以减少对环境的污染。废弃的镍锌电池中含有锌、铜、银、镍四种金属,为探究镍的金属活动性顺序并回收银,某校化学兴趣小组的同学们进行了如图探究:
①实验流程中,操作a、b、c的名称为 。
②溶液甲中含有溶质 (填化学式),固体A的成分为 (填化学式)。
③由该实验可知,锌、铜、银、镍的金属活动性由大到小的顺序为 。
④向溶液丙中加入稀盐酸,有白色沉淀产生,说明溶液丙中含有 种溶质。
【答案】(1) 低 导电
(2) 过滤 , Cu、Ag 锌>镍>铜>银 2
【详解】(1)青铜是铜锡合金,青铜的抗腐蚀性能比纯铜的强;
唐宋时期“湿法炼铜”广而传之,即把铁放入胆矾溶液(硫酸铜溶液)中得到铜,反应原理是铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为;;
铜丝常用作导线,是因为它具有良好的延展性和导电性;
(2)分离固液的操作是过滤,则实验流程中,操作a、b、c为过滤;
废弃的镍锌电池中含有锌、铜、银、镍四种金属,加入一定量的稀硫酸,铜、银均不与稀硫酸反应,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,溶液甲中加入过量的锌,能得到锌镍混合物,说明锌与硫酸镍发生了置换反应,则溶液甲中含有硫酸镍,溶液甲中加入过量的锌,有气泡产生,说明溶液甲中有酸剩余,故溶液甲中含有H2SO4、ZnSO4、NiSO4;
则固体A的成分为Cu、Ag;
由该实验可知,溶液甲中加入过量的锌,能得到锌镍混合物,说明锌与硫酸镍发生了置换反应,则锌的金属活动性比镍强,镍能与稀硫酸反应生成氢气和硫酸镍,说明镍的金属活动性比氢强,则锌、铜、银、镍的金属活动性顺序由大到小为锌>镍>铜>银;
固体A的成分为Cu、Ag,向固体A中加入一定量的硝酸银溶液,银与硝酸银不反应,铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,则溶液丙中一定有硝酸铜,可能含有硝酸银;向溶液丙中加入稀盐酸,有白色沉淀产生,氯离子和银离子结合生成氯化银白色沉淀,说明溶液丙中含有硝酸银,则溶液丙中含有硝酸银、硝酸铜2种溶质。
11.(2025·河北石家庄·二模)我国每年报废的手机超过1亿部,废旧手机的电路板中含有Fe、Cu、Ag、Ni(镍)等金属,随意丢弃废旧手机不但会造成资源浪费,也会污染土壤和水体。如图是某工厂回收部分金属的流程图。已知:。
(1)操作I的名称是 。
(2)写出滤渣②中物质的化学式 。
(3)Fe、Cu、Ag、Ni的金属活动性由强到弱的顺序是 。
(4)写出滤液③与足量的铁粉发生反应的化学方程式 (写一个即可)。
(5)操作III可采用的物理方法是 。
【答案】(1)过滤
(2)Ag
(3)Fe、Ni、Cu、Ag或。
(4)或
(5)用磁铁吸引,剩余金属为铜
【详解】(1)操作I是将固体和液体分离,是过滤操作;
(2)含金属的废料加稀硫酸,Fe、Ni反应,Cu、Ag不反应进入滤渣①;滤渣①加稀硫酸、氧气加热,Cu反应()进入滤液,Ag不反应成为滤渣②。
(3)含金属废料加稀硫酸,Fe、Ni反应,Cu、Ag 不反应,说明Fe、Ni活动性强于Cu、Ag;滤液①加过量铁粉,Ni 被置换,说明 Fe 活动性强于 Ni,故顺序为Fe、Ni、Cu、Ag或;
(4)滤渣①加入过量稀硫酸,所以滤液③中含有生成的CuSO4以及过量的H2SO4,铁的金属活动性比铜强,比氢强,所以铁粉可与CuSO4反应,也可与H2SO4反应,方程式是、;
(5)用磁铁吸引,Fe能被磁铁吸引,Cu不能,可借此分离。
四、科学探究题
12.(2025·山东枣庄·三模)金属材料的广泛应用,极大地促进了“中国梦”的实现。逐梦小组以“探究金属性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】初识金属
(1)观看“打铁花”表演,了解到用生铁而不用纯铁的原因是生铁的熔点比纯铁的 (填“高”或“低”)。请写出铁在氧气中燃烧的化学方程式: 。
【任务二】探究金属
(2)将稀盐酸滴入装有铁片的试管中观察到现象是 。
【任务三】再探金属
小组同学将铁粉投入一定量硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,过滤,各自得到一份滤渣和滤液。滤液中阳离子变化如图所示。请你分析回答:
(3)图中曲线b发生的化学反应方程式为: 。
(4)0-t1时,曲线a表示离子数目不变的原因是 。
(5)请分析此实验过程中的溶液质量变化关系及解释原因 。
【答案】(1) 低
(2)有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色;
(3)Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
(4)铁先与硝酸银反应,还未与硝酸铜反应
(5)整个过程溶液质量一直减小,因为铁与硝酸银反应时,每56份质量的铁能置换出216份质量的银,溶液质量减小,铁与硝酸铜反应时,每56份质量的铁能置换出64份质量的铜,溶液质量也减小
【详解】(1)生铁是铁和碳等形成的合金,根据合金的性质,合金的熔点一般比其组成纯金属的熔点低 ,所以生铁熔点比纯铁低。 铁在氧气中燃烧,是铁和氧气在点燃条件下反应生成四氧化三铁,化学方程式为;
(2)铁属于活泼金属,能与稀盐酸发生置换反应,反应的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;反应中会产生氢气,所以能观察到有气泡产生;同时生成的氯化亚铁溶液是浅绿色的,所以溶液由无色变为浅绿色,故填:有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色。
(3)由于金属活动性顺序为Ag<Cu<Fe,所以铁粉投入一定量硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,铁先与硝酸银反应,硝酸银溶液中的阳离子是银离子,曲线b表示银离子数目变化,对应的反应是铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,化学方程式为Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag。
(4)在0−t1时,发生的是铁与硝酸银的反应,此时硝酸铜还未参与反应,所以溶液中铜离子(曲线a代表铜离子 )的数目不变,故填:铁先与硝酸银反应,还未与硝酸铜反应。
(5)铁与硝酸银反应:,根据化学方程式中各物质的相对质量,每56份质量的铁进入溶液,会置换出216份质量的银,进入溶液的质量小于析出的质量,所以溶液质量减小。铁与硝酸铜反应:,每56份质量的铁进入溶液,置换出64份质量的铜,进入溶液的质量也小于析出的质量,溶液质量继续减小。 综上:整个过程溶液质量一直减小,因为铁与硝酸银反应时,每56份质量的铁能置换出216份质量的银,溶液质量减小,铁与硝酸铜反应时,每56份质量的铁能置换出64份质量的铜,溶液质量也减小。
13.(24-25九年级下·湖南衡阳·开学考试)学习了金属的化学性质后,小月对Zn、Fe、Cu的活泼程度进行了如下实验验证。
实验一:利用金属与金属化合物溶液反应来验证金属活动性,设计了如图实验方案。
(1)实验一中,试管②里发生的反应现象为
(2)验证金属活动性:Zn>Fe>Cu,上述实验中,没有必要做的是 (填试管序号)。
实验二:能否利用金属与酸反应的速率验证金属活动性强弱?
【查阅资料】影响化学反应速率的因素除了物质本身的化学性质外,还有温度、反应物浓度、接触面积等因素。
【实验验证】如图二,取相同大小的金属片,分别放到相同的三份稀盐酸中,并用温度传感器测定反应过程中一段时间内温度变化。所得温度变化曲线如图三所示。
(3)图二中,试管②里发生化学反应方程式为 。
(4)根据图三分析,金属与酸反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
【反思交流】
(5)根据上述金属与酸反应的实验以及图三,能否验证得出属活动性:Zn>Fe>Cu?请做出判断,并说明理由 。
【拓展延伸】
(6)为得到活动性:Zn>Fe>Cu的结论,小月提出,可在原实验二方案基础上,再直接利用一种药品完成实验即可,该药品可能是 。
A.CuSO4 B.ZnSO4 C.MgSO4
【答案】(1)有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色:
(2)③
(3)
(4)放热
(5)不能,没有比较锌和铁的活动性强弱,且金属活动性与反应放热没有直接关系
(6)B
【详解】(1)铁与硫酸铜反应生成铜与硫酸亚铁,生成的铜为红色固体,硫酸铜溶液为蓝色,硫酸亚铁溶液为浅绿色,因此看到的现象为:有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色:
(2)通过试管①铁与硫酸锌溶液不反应,可以证明锌的金属活动性比铁强;通过试管②铁与硫酸铜溶液反应生成铜与硫酸亚铁,证明铁的金属活动性比铜强;试管③中锌能与硫酸铜溶液反应,生成硫酸锌与铜,证明锌的金属活动性比铜强,而结合试管①、②的现象即可得出结论: Zn > Fe > Cu ,则没有必要做的是③。故填:③;
(3)盐酸能与铁反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为;故填:;
(4)由题图三可知,反应过程中温度升高,说明为放热反应,故填:放热;
(5)该实验只知道铜最不活泼,但没有比较锌和铁的金属活动性强弱,且金属活动性与反应放热没有关系,则不能得出结论。故填:不能,没有比较锌和铁的活动性强弱,且金属活动性与反应放热没有直接关系;
(6)根据原实验方案二,我们得出铜的活动性最弱,但锌和铁的金属活动性未判断,则可将铁放入硫酸锌溶液中,根据二者不能反应,即锌的金属活动性比铁强,可得出实验结论,故该实验药品为,故选B。
14.(24-25九年级上·黑龙江佳木斯·期末)某工厂废水中含有和,为防止水体污染并回收金属,学习小组取样后向废水中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤得到滤渣A和滤液B。小组同学对滤液B的成分产生了浓厚的兴趣。
【实验分析】
(1)写出废水中加入铁粉一定发生的化学反应方程式 。
【提出问题】滤液B中含有哪些物质?
【猜想与假设】甲猜想:含有;
乙猜想:含有
【设计实验】
(2)为得出正确结论,同学们另取滤液B于试管中,向其中插入一根铜丝,若观察到明显实验现象,则证明 (填“甲”或“乙”)同学的猜想正确。此时滤渣A中含有的金属是 。(填物质的化学式)
【总结提升】
(3)通过上述过程可知,在分析反应后所得溶液的成分时,需要考虑的物质有: 一定存在,可溶于水的反应物可能存在。
【拓展延伸】
(4)小组同学为进一步探究金属和金属化合物溶液的反应他们在一定质量的和的混合溶液中加入铁粉,充分反应后,绘制出了溶液质量随加入铁粉质量的变化图像,在b点处溶液中含有 (填数字)种物质。
【答案】(1)Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
(2) 乙 Ag
(3)可溶于水的生成物和不参加反应的可溶于水的物质
(4)2
【详解】(1)在金属活动顺序中,镁的活动性强于铁,铁的活动性强于银,依据活动性强的金属可以将活动性弱的金属从它的盐溶液中置换出来,加入铁粉后,铁一定与硝酸银反应,铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,反应的化学方程式为Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag;
(2)铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,同学们另取滤液B于试管中,向其中插入一根铜丝,若观察到明显实验现象,则证明溶液中存在硝酸银,乙同学的猜想正确;则铁粉已完全反应,硝酸银有剩余,所以滤渣A中含有的金属是银,符号为:Ag;
(3)通过上述过程可知,一定存在反应生成的Fe(NO3)2和没有参加反应的Mg(NO3)2,可能存在没有完全反应的AgNO3,因此在分析反应后所得溶液的溶质成分时,需要考虑的物质有:可溶于水的生成物和不参加反应的可溶于水的物质一定存在,可溶于水的反应物可能存在;
(4)由于金属的活动性顺序是铁>铜>银,在一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉,铁先与硝酸银反应生成了银和硝酸亚铁,当硝酸银完全反应铁再与硝酸铜反应生成了铜和硝酸亚铁,b点时,硝酸银完全反应,硝酸铜部分参加反应,溶液中溶质的成分是硝酸亚铁[Fe(NO3)2]、硝酸铜[Cu(NO3)2],共两种溶质。
15.(2025·甘肃陇南·二模)铁制品容易生锈,但将铁加热熔入金属铬,可制成不锈钢。化学兴趣小组进行以下实验,比较铬、铁、铜的金属活动性强弱。
【查阅资料】铬是一种抗腐蚀性强的银白色金属,硫酸亚铬()溶液呈亮蓝色,在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[],其溶液呈绿色。
【提出猜想】三种金属的活动性强弱为:
(1)猜想一:,猜想二:,猜想三: 。
【实验探究】
(2)步骤1:取大小相同的三种金属片,用砂纸打磨光亮。
步骤2:将三种金属片分别放入三支装有等量、等浓度稀硫酸的试管中。
序号
实验操作
实验现象
①
将铁片放入稀硫酸
铁片表面产生气泡较慢,溶液逐渐变为 色
②
将铬片放入稀硫酸
铬片表面产生气泡较快,铬片逐渐 ,溶液变为蓝色
③
将铜片放入稀硫酸
【实验结论】
(3)猜想 成立。
【分析解释】
(4)请写出铬与稀硫酸反应生成的化学方程式: 。反应后的溶液一段时间后变成绿色,其原因是 。
【反思评价】
(5)实验结束后有同学提出质疑:金属和酸反应放出的热量会对反应速率造成影响,因此上述实验结论不够科学。建议用铬片、铜片和 溶液进一步验证铬、铁、铜三种金属的活动性强弱。
【答案】(1)
(2) 浅绿 溶解 无明显现象
(3)一
(4) 硫酸亚铬在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬,其溶液呈绿色
(5)硫酸亚铁/氯化亚铁
【详解】(1)已知铁比铜活泼,则对铬、铁、铜三种金属的活动性强弱猜想可以是、、,故结合猜想一、二可知,猜想三为;
(2)①将铁片放入稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,实验现象为铁片表面产生气泡较慢,溶液逐渐变为浅绿色;
②根据实验现象铬片表面产生气泡较快、溶液变为蓝色,说明铬能与稀硫酸反应,则铬片逐渐溶解;
③将铜片放入稀硫酸,铜与稀硫酸不反应,实验现象为无明显现象;
(3)由实验①可知金属活动性;由实验①铁片表面产生气泡较慢、实验②铬片表面产生气泡较快可知,金属活动性且;由实验③可知金属活动性,由此可得三种金属的金属活动性顺序为,即猜想一成立;
(4)铬与稀硫酸反应生成和氢气,化学方程式为;反应后的溶液一段时间后变成绿色,其原因是硫酸亚铬在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬,其溶液呈绿色;
(5)由于金属活动性强的金属能把金属活动性弱的金属从其化合物溶液中置换出来,而金属活动性顺序Cr>Fe>Cu,则铬能将铁从其化合物溶液中置换出来,而铜不能,则可选用铬片、铜片和硫酸亚铁或氯化亚铁溶液进一步验证铬、铁、铜三种金属的活动性强弱。
16.(24-25九年级下·湖南长沙·开学考试)金属是人类赖以生存和发展的重要物质。某校化学兴趣小组以“金属化学性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】金属与氧气反应
(1)如图所示,“铁丝在氧气中燃烧”的实验中,实验前需要点燃火柴,从燃烧条件角度分析,火柴的作用是 。
【任务二】金属与酸反应
(2)如图,取大小、表面积相同的金属片,分别加入等体积、等浓度的三份稀硫酸中。
实验现象
试管①气泡快速产生,放出热量
试管②气泡缓慢产生,溶液由无色渐渐变为浅绿色,放出热量
试管③无明显现象
实验结论
分析上述实验说明现象,三种金属的活动性由强到弱的顺序为 。
【讨论交流】实验结束,为做好废液处理,小组同学将任务二中3支试管反应后的物质全部倒入一个洁净烧杯内,观察到溶液仍呈绿色。由此可推断出,烧杯中溶液的溶质成分一定有 。为
了验证烧杯中溶液的溶质可能存在的成分,请你设计实验方案: 。
【任务三】探究金属的活动性顺序
(3)我国第四套人民币中使用到镍()、铁、铜等金属。某兴趣小组决定探究、、Cu的金属活动性顺序。
【查阅资料】镍与稀盐酸或稀硫酸反应,生成+2价的绿色盐溶液,并放出氢气。实验前,使用砂纸打磨金属片,目的是 。
【探究实验】请完成下列表格。
实验方案
实验现象
实验结论
铁片表面有固体析出,溶液由无色变为浅绿色:铜片表面
三种金属的活动性由强到弱的顺
序为铁>镍>铜
【活动总结】通过上述过程可知,金属的化学性质有:能与氧气反应、能与酸反应和能与盐溶液反应。特别是金属能否与酸或金属盐溶液反应体现金属的活动性强弱。
【答案】(1)提高温度,使温度达到铁丝的着火点
(2) Zn>Fe>Cu 硫酸锌、硫酸亚铁 取少量烧杯中的溶液于试管中,加入碳酸钠溶液,若观察到产生气泡,说明溶液中含有硫酸,若不产生气泡,说明溶液中不含有硫酸
(3) 除去金属表面的氧化膜 无明显现象
【详解】(1)燃烧的条件为:可燃物、与氧气接触、温度达到可燃物的着火点,三者缺一不可,从燃烧条件的角度分析火柴的作用为提高温度,使温度达到铁丝的着火点;
(2) 试管①气泡快速产生,放出热量;试管②气泡缓慢产生,溶液由无色渐渐变为浅绿色,放出热量;试管③无明显现象根据实验现象,说明锌、铁均能与稀硫酸反应,且锌反应更剧烈,铜不能与硫酸反应,则三种金属的活动性由强到弱的顺序为Zn>Fe>Cu;
①锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气;
②铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;
③铜和硫酸不反应;
实验结束,为做好废液处理,小组同学将任务二中3支试管反应后的物质全部倒入一个洁净烧杯内,溶液中一定含有硫酸锌,观察到溶液仍呈绿色,说明溶液中还一定含有硫酸亚铁;烧杯中溶液的溶质可能存在硫酸,根据硫酸能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,为了验证烧杯中溶液的溶质可能存在的成分,可取少量烧杯中的溶液于试管中,加入碳酸钠溶液,若观察到产生气泡,说明溶液中含有硫酸,若不产生气泡,说明溶液中不含有硫酸;
(3)实验前,使用砂纸打磨金属片,目的是除去金属表面的氧化膜;
根据实验结论三种金属的活动性顺序为铁>镍>铜,左边试管中铁比镍活泼,铁能将镍置换出来,即铁和硫酸镍反应生成镍和硫酸亚铁,硫酸亚铁溶液为浅绿色,可观察到铁片表面有固体析出,溶液由无色变为浅绿色;
右边试管中镍比铜活泼,则铜不能置换出镍,则铜不能将镍置换出来,即铜片表面无明显现象。
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重难点01 金属活动性顺序的应用
1.依据金属活动性顺序,初步预测常见的金属的主要性质,设计实验方案,分析、解释有关的实验现象,进行证据推理,得出合理的结论;
2.能体会化学反应在金属冶炼、材料研制等方面的应用价值。
一、常见金属的活动性顺序
【记忆口诀】“嫁给那美女,身体细纤轻;统共一百斤”(谐音对应:钾钙钠镁铝,锌铁锡铅氢,铜汞银铂金)
二、比较金属的活动性顺序的依据
1.在自然界中的存在形式:以化合物形式存在比以单质形式存在的金属活动性强。
2.与酸的反应:能与盐酸、稀硫酸反应的金属比不能与之反应的金属的活动性强。
3.与金属化合物溶液的反应:若将某金属(K、Ca、Na除外)放入另一金属的化合物溶液中,若该金属能将金属化合物溶液中的金属置换出来,说明该金属的活动性强(填“强”或“弱”,后同)于金属化合物溶液中的金属,反之,则弱于该金属化合物溶液中的金属。
【易错提醒】铁的特殊性:铁发生置换反应时,生成物为亚铁盐(如FeSO₄),而非铁盐(如Fe³⁺)。
例外:K、Ca、Na因过于活泼,会先与水反应,不参与置换。
三、金属活动性顺序的应用
1.判断金属能否发生置换反应
应用
条件
特点
①判断金属与酸是否能反应
金属:氢前面的金属
酸:一般指稀盐酸和稀硫酸
越靠前,反应越剧烈
②判断金属与金属化合物(盐)溶液是否能反应
金属:排在金属化合物(盐)中金属元素的前面(K、Ca、Na除外),金属化合物(盐):必须可溶
“前金换后金”
2.探究金属活动性顺序的实验设计
(1)比较两种金属活动性的强弱
实验方案
判断依据
方案一:将金属A放入金属B的可溶性金属化合物(盐)溶液中
A可以置换出B,则金属活动性:A>B
方案二:将金属B放入金属A的可溶性金属化合物溶液(盐)中
置换反应不能发生,则金属活动性:A>B
方案三:将金属A和B放入稀盐酸(或稀硫酸)中
根据能否与稀盐酸(或稀硫酸)发生反应,及反应的剧烈程度进行判断
(2)探究三种金属的活动性顺序的方法
判断三种金属的活动性顺序,一般采用“三取中”原则,可简记为“两金夹一液”或“两液夹一金”。
①试剂的选用步骤如下:
a.将要验证的金属按活动性顺序排列;
b.选择三种金属活动性居于中间的金属单质,两边的金属用其可溶性化合物的溶液,或选择中间金属的化合物溶液,两边的金属用其单质。
②选择中间金属,将中间金属放入两边金属的化合物溶液中,观察现象;或分别将两边金属单质放入中间金属的化合物溶液中,观察现象。如验证Mg、Fe、Cu的活动性顺序,选用的试剂为Fe、CuCl2溶液、MgCl2溶液或Mg、Cu、FeCl2溶液。
3.滤液、滤渣成分的判断——金属与金属化合物(盐)溶液反应的优先原则
(1)当两种或多种金属化合物(盐)在溶液中同时存在时,最不活泼的金属先从溶液中被置换出来。
(2)当两种或多种金属与一种金属化合物(盐)溶液同时混合时,最活泼的金属先发生置换反应。
故滤渣中一定含有最不活泼的金属单质,滤液中一定含有最活泼的金属离子。可简单概括为“活泼性差异最大的金属与金属化合物(盐)溶液之间优先反应”。
四、金属与酸反应的图像分析
1.金属与酸反应生成氢气质量的变化图像
举例
分别向等质量、等浓度的稀硫酸中加入Zn粉和Fe粉至过量
将足量的锌片、铁片分别放入等质量、等浓度的稀盐酸中
向等质量的铁片和锌片中分别加入足量的稀盐酸
分别向等质量的铁和锌中滴入浓度相同的稀盐酸至过量
图像
分析
金属的相对原子质量与金属的化合价之比越小,等质量的金属与酸反应生成氢气的质量越大,曲线越陡,越先将酸消耗完,最终生成氢气的质量相等
金属活动性越强,金属与酸反应得越快,曲线越陡,越先将酸消耗完,由于金属足量,酸一定,最终生成氢气的质量相等
金属活动性越强,金属与酸反应得越快,开始时曲线越陡,酸足量,金属完全反应,金属的相对原子质量与金属的化合价之比越大,最终产生的气体越少,曲线位置越低
开始时,金属过量,酸完全反应,加入等质量的酸产生气体的质量相等,曲线重合,相对原子质量与金属的化合价之比越大越先反应完,最终产生的气体越少,曲线位置越低
2.解题方法
①可以通过单位时间内产生氢气的多少来比较金属活动性强弱,单位时间内产生氢气多即反应速率快,则该金属活动性强(即金属越活泼曲线越陡)。
②一定质量的金属与足量的酸反应产生氢气的质量公式:m(氢气)=。如果两种金属元素在化合物中的化合价相同,可以根据产生氢气的多少判断金属的相对原子质量的大小,相对原子质量越大的得到的氢气越少,相对原子质量越小的得到的氢气越多,曲线的拐点越高。
五、金属与金属化合物(盐)溶液反应的图像分析
1.图像分析关键要素
(1)坐标轴识别:
横坐标:通常为时间或金属质量
纵坐标:可能是质量变化、浓度变化或氢气体积
(2)曲线特征点:
起点:反应初始状态
拐点:反应阶段变化标志
终点:反应完全停止点
2.常见图像类型分析
(1)单一金属与盐溶液
反应
锌与硫酸铜反应:
锌片质量递减曲线
铜析出质量递增曲线
溶液质量先增后减
铁与硝酸银反应:
铁质量变化曲线
银析出阶梯状增长
溶液颜色变化对应点
(2)混合盐溶液反应
锌粉加入AgNO₃和Cu(NO₃)₂混合液:
优先置换银(第一拐点)
后置换铜(第二拐点)
最终只含Zn(NO₃)₂
3.分析技巧与步骤
判断反应顺序:
遵循"前换后,远优先"原则
活动性差大的金属优先被置换
成分分析方法:
线段法:划分反应阶段
共存分析法:滤渣滤液成分判断
质量守恒应用:
金属溶解与析出质量关系
溶液总质量变化计算
题型01 金属活动性顺序
【典例】(24-25九年级下·广东揭阳·阶段练习)学习了金属活动性后,小华以丙为“数轴”的原点将活动性顺序中的金属分为两部分(如图)。下列说法错误的是
A.小华选择的原点丙是H
B.将甲加入稀盐酸中,有气泡产生,溶液变为浅绿色
C.要验证与乙的活动性强弱,可将乙加入溶液中
D.在自然界中丁主要以单质形式存在
【变式】(2025·江苏镇江·模拟预测)金属M与AgNO3 溶液发生反应的化学方程式为M+2AgNO3= M(NO3)2+2Ag,下列说法中不正确的是
A.M一定不是铝 B.M的金属活动性一定比H强
C.该反应是置换反应 D.若M为Fe,反应后溶液质量减少
题型02 利用金属与酸反应比较金属活动性
【典例】(2025·四川雅安·一模)现有甲、乙、丙三种金属,甲在常温下就能与氧气反应,乙、丙在常温下几乎不与氧气反应:如果将乙、丙分别放入稀硫酸中,过一会儿,在丙的表面有气泡生成,而乙表面没有变化,则甲、乙、丙三种金属的活动性由弱到强的顺序是
A.甲 乙 丙 B.丙 乙 甲 C.乙 丙 甲 D.丙 甲 乙
【变式】(24-25九年级上·河南南阳·期末)通过下列三个实验,探究X、Y、Z三种金属的活动性顺序:不反应、、不反应,则X、Y和Z的金属活动性由强到弱和(H)的位置顺序正确的是
A.Y B. C. D.
题型03 利用金属与金属化合物(盐)溶液反应比较金属活动性
【典例】为验证Fe、Cu和Ag三种金属的活动性顺序,下列实验方案能达到实验目的的是
A.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中 B.将Fe、Ag分别加入CuSO4溶液中
C.将Fe、Cu和Ag分别加入稀盐酸中 D.将Fe分别放入CuSO4、AgNO3溶液中
【变式】(2025·河南·中考真题)为探究金属活动性,某同学利用下图所示装置进行实验。将足量常见金属M加到Y形试管右管中,观察到溶液逐渐变蓝;充分反应后,倾斜Y形试管,使右管中溶液进入左管,观察到溶液蓝色变浅直至消失。
(1)判断M可能是 金属。
(2)用化学方程式说明左管中溶液蓝色消失的原因 。
(3)根据实验判断锌、银、M的金属活动性由强到弱的顺序 。
题型04 探究金属活动性的试剂选择
【典例】(24-25九年级上·重庆合川·期末)为验证金属、的活动性顺序,不可选用的一组物质是
A.、溶液 B.溶液、 C.、、稀盐酸 D.、溶液、
【变式】(2025·甘肃武威·三模)黄铜主要为 Cu和Zn的合金,下列试剂不能验证 Cu、Zn的金属活动性顺序的是
A.溶液 B.溶液 C.稀盐酸 D.溶液
题型05 探究金属活动性强弱的实验设计与分析
【典例】(2025·河南驻马店·模拟预测)目前使用的航空材料主要涉及铝、铁、锂、钛、铜、锌等。为验证铜、铁、银的金属活动性顺序,同学们设计了下图所示实验。
(1)设计实验B的目的是 。
(2)请分析实验C中反应一段时间后溶液中溶质的成分 。
(3)由实验A~C不能得出铜、铁、银的金属活动性顺序,需补充实验D,请在图中标注所用试剂。
【变式】(2025·宁夏银川·二模)小柯同学家新买了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬,为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,进行了如下探究活动。
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬( 溶液。
【猜想与假设】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:
(1)猜想一: Cr> Al> Cu ;猜想二: ;猜想三: 。
【实验过程】
(2)取大小相同的三种薄片,用砂纸打磨光亮。
实验一
实验二
实验三
实验方案
实验现象
铬片表面产生气泡,溶液变为蓝色
铬片表面无明显变化
实验结论
铬能和稀硫酸发生反应,活动性: Cr>H
铜不与稀硫酸反应,活动性: H> Cu
猜想 成立
【反思与交流】
(3)用砂纸打磨金属片的目的是 。
(4)实验一所发生反应的化学方程式是 。
(5)小清认为只要选用三种试剂进行实验,就可以得出三种金属的金属活动性强弱,这三种试剂可以是 。
题型06 金属和酸反应的图像分析
【典例】(2025·四川宜宾·一模)现有等质量甲、乙、丙三种金属,分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价)。则下列说法中错误的是
A.金属活动性:乙>甲>丙
B.生成氢气的质量:甲>乙>丙
C.完全反应所需时间:乙>甲>丙
D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
【变式】(2025·广西梧州·一模)室温时,利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是
A.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
B.曲线①中A为最高点,AB段没有发生化学变化
C.曲线①的压强上升比曲线②高,说明①产生H2总量更多
D.反应结束后Zn一定有剩余
题型07 金属与化合物(盐)溶液反应后滤液、滤渣成分的判断
【典例】(2025·宁夏银川·三模)向含有AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀硫酸,有气体生成,则滤出的固体一定为
A.Cu、Ag 两种单质的混合物 B.Cu、Fe两种单质的混合物
C.Ag、Fe两种单质的混合物 D.Ag、Cu、Fe三种单质的混合物
【变式】(2025·河南商丘·三模)为探究铁、铜两种金属的活动性,康康同学设计了如下实验,将 B、C试管反应后的废液倒入废液缸中,过滤得到滤渣和滤液,向所得滤液中加入铁粉,若有气泡产生,则下列说法正确的是
A.滤渣中含有铁和铜 B.滤液中含有硫酸、硫酸铜和硫酸亚铁
C.滤渣中只含有铜 D.滤液中含有硫酸和硫酸亚铁
题型08 利用金属活动性顺序回收金属
【典例】铜是重要的金属资源,它对于改善人类生活、促进人类文明起着重要作用。
铜的回收:某工厂的废水经预处理后得到含FeSO4和CuSO4的溶液。为了减少污染并促进废物利用,工厂设计以下流程回收Cu和FeSO4。
(1)步骤I中发生反应的化学方程式为 。
(2)溶液C中的溶质是 。
【变式】(24-25八年级下·黑龙江大庆·期末)保护金属资源的一条有效途径是金属的回收利用。校园科技节活动中,化学兴趣小组同学设计了从废旧电子产品回收铜和银的流程如下。
(注:不考虑固体物质表面残留其他液体
(1)步骤、Ⅱ、Ⅲ均用到过滤操作,其中过滤中玻璃棒的作用是 。
(2)步骤Ⅲ发生反应的化学方程式是 。
(3)兴趣小组为增添科技节活动的创新氛围,特取少量溶液乙与溶液丙混合于烧杯中,向其中加入一定量的粉,充分反应后过滤,滤液是无色,则滤渣中一定有 。
题型09 金属与多种金属化合物(盐)溶液的反应图像分析
【典例】(2025·广西崇左·模拟预测)向含有一定质量硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中慢慢加入锌粉直至过量,下列图示中错误的是
A. B.
C. D.
【变式】(2024·广西·模拟预测)在一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中逐渐加入过量铁粉,充分反应,如图一定错误的是
对应变化关系
选项
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
题型10 金属活动性顺序的综合应用
【典例】(2025·江西九江·二模)了解到辽宁舰的前身是锈迹斑斑的瓦良格号,同学们对金属除锈防锈产生了巨大的兴趣,于是展开了相关探究。铁制品容易生锈,但将铁加热熔入金属铬,可制成不锈钢。于是化学兴趣小组进行了以下实验,比较铬、铁、铜的金属活动性强弱。
【查阅资料】铬是一种抗腐蚀性强的银白色金属。硫酸亚铬(CrSO4)溶液呈蓝色,在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[Cr(OH)SO4],其溶液呈绿色。
【提出猜想】
(1)三种金属的活动性强弱:猜想一:Cr>Fe>Cu,猜想二:Fe>Cr>Cu,猜想三: 。
【猜想探究】
(2)步骤1:取大小形状相同的三种金属片,用砂纸打磨光亮。
步骤2:将三种金属片分别放入三支装有等量、等浓度稀硫酸的试管中。
序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
将铁片放入稀硫酸
铁片表面产生气泡较慢,溶液逐渐变为 色
猜想一成立
2
将铬片放入稀硫酸
3
将铜片放入稀硫酸
无明显现象
【分析解释】
(3)请写出铬与稀硫酸反应的化学方程式: 。
(4)铬片加入稀硫酸反应后的溶液一段时间后变成绿色,其原因是 ,反应的化学方程式为4CrSO4+O2+2X=4Cr(OH)SO4,其中X的化学式为 。
【反思评价】
(5)为了进一步确认铬、铁、铜三种金属的活动性强弱,小川同学选择了三种试剂就得出了结论,他选择的三种试剂为 。
【变式】(2025·广东·模拟预测)金属锡(Sn)是人类发现最早且应用于生产的金属之一,锡器常用于茶叶、鲜花等物品的保鲜。兴趣小组围绕金属锡展开探究,请回答下列问题。
【探究一】锡的冶炼
(1)《天工开物》中记载了锡的冶炼方法。锡砂中的SnO2和木炭高温条件下反应生成锡和二氧化碳,用化学方程式表示为 。
(2)炼锡时,有关键的一步“点铅勾锡”,即在锡中加入少量铅形成合金,更易熔化流出,原因是 。
【探究二】锡的金属活动性顺序
(3)小组同学为探究铜、锡与锌的金属活动性顺序,设计了下表所示实验(金属片均已打磨,且形状大小相同,试管中所用5%的稀盐酸体积相同)。
〖实验记录与分析〗
实验一
实验二
实验三
实验操作
实验现象
产生气泡,速率较快
无明显现象
产生气泡,速率较慢
实验结论
铜、锡、锌的金属活动性由强到弱的顺序为 。
〖反思评价〗探究以上三种金属的活动性顺序,除利用金属与酸溶液的反应外,还可选用的一组药品是 (限定实验药品:锌片、铜片、锡片、ZnCl2溶液、CuCl2溶液、SnCl2溶液)。
〖拓展应用〗古代锡器常用来饮酒喝茶,很少装醋(含醋酸),原因是 。
【探究三】锡的回收
某废铜线中主要含有铜和锡(Sn)金属,采用如下流程回收金属铜和锡。
(4)将废铜线预先粉碎的目的是 。
(5)写出步骤①中反应的化学方程式是 。
(6)步骤②反应的基本反应类型属于 。
【巩固训练】
一、选择题
1.(2025·甘肃武威·三模)黄铜主要为 Cu和Zn的合金,下列试剂不能验证 Cu、Zn的金属活动性顺序的是
A.溶液 B.溶液 C.稀盐酸 D.溶液
2.(2025·四川乐山·二模)用下列各组物质进行实验,不能验证 Mg、Zn、Cu 三种金属活动性强弱的是
A.Mg、Cu、ZnCl2溶液 B.MgSO4溶液、Zn、CuSO4溶液
C.Mg、CuSO4溶液、ZnCl2溶液 D.Mg、Zn、Cu、稀硫酸
3.(2025·广东广州·二模)为验证镁、铜、银的活动性顺序,小东设计了如图所示的两组实验。下列说法正确的是
A.通过实验①、②能够验证三种金属的活动性顺序
B.实验②中发生的反应是:2Ag+CuSO4=Ag2SO4+Cu
C.实验①中溶液质量逐渐增大
D.实验①中溶液颜色由蓝色变为白色
4.(2025·辽宁丹东·二模)下列事实能用金属活动性解释的是
①铝制品比铁制品更耐腐蚀
②用硫酸铜溶液和铁制取铜
③用稀盐酸除铁锈
④金属银不能与稀硫酸反应
A.①② B.①②③ C.②④ D.①②④
5.(2020·山东济宁·中考真题)在两只烧杯中分别放入相同质量的镁、锌两种金属,然后向两只烧杯中分别倒入相同质量、相同质量分数的稀硫酸,反应产生氢气的质量与消耗硫酸的质量关系如图。综合以上信息得到以下结论,合理的是
A.从图象可以看出,金属镁比金属锌的活动性强
B.若两种金属都有剩余,二者得到的氢气质量相同
C.若硫酸有剩余,二者得到氢气的质量相同
D.若两种金属完全溶解,二者消耗硫酸的质量相同
6.(2025·江苏镇江·模拟预测)金属M与AgNO3 溶液发生反应的化学方程式为M+2AgNO3= M(NO3)2+2Ag,下列说法中不正确的是
A.M一定不是铝 B.M的金属活动性一定比H强
C.该反应是置换反应 D.若M为Fe,反应后溶液质量减少
7.(2025·湖南邵阳·三模)北宋湿法炼铜家张潜以胆水(硫酸铜溶液)浸铁炼铜,即利用硫酸铜溶液与铁发生化学反应,将铜析出,此法堪称我国冶金和化学史上的一大发明。有关说法正确的是
A.硫酸铜溶液呈现红色 B.生成物中除了铜,还有硫酸铁
C.铜的化学性质比铁活泼 D.湿法炼铜中有元素化合价发生变化
8.(2025·贵州贵阳·二模)向硝酸镁、硝酸亚铁、硝酸铜的混合溶液中逐渐加入一定量的锌粉,生成铁的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法正确的是
A.Oa段没有发生化学反应
B.ab段溶液质量减小
C.c点溶液中的溶质有三种
D.根据实验现象及消耗锌粉、生成铁的质量可以判断铜锌铁三种金属的活动性顺序
9.(2025·江苏盐城·一模)烧杯中盛有锌粉和铁粉的混合物mg,向其中逐渐加入一定浓度的稀盐酸,测得剩余固体的质量与加入稀盐酸体积的关系如图所示。下列有关结论错误的是
A.剩余固体的质量与稀盐酸体积的关系为=
B.加入V2mL稀盐酸时,溶液中溶质为FeCl2和ZnCl2
C.加入V1mL稀盐酸时,剩余固体中只有铁
D.整个过程中产生氢气的质量一定小于g
二、填空与简答
10.(2025·陕西咸阳·二模)将锌片插入硫酸铝和一种硫酸盐(X)的混合溶液中,发现锌片表面析出红色固体时取出锌片,再插入一根粗铁丝,铁丝表面同样析出红色固体。
(1)
X溶液中的阳离子符号是 。
(2)取出锌片后溶液中一定含有的溶质是 。
(3)插入粗铁丝后反应的化学方程式为 。
11.(2025·陕西榆林·三模)某化学兴趣小组设计了如图所示的创新实验,验证银、铁、铜三种金属的活动性。装置a中盛有一定量的硝酸银溶液和铜片,充分反应后打开弹簧夹K,使a中溶液全部流入放有铁片的装置b中。回答下列问题:
(1)装置a中发生反应的化学方程式: ;
(2)装置b中观察到铁表面有 色固体生成,证明铁的金属活动性强于铜。
(3)同学们分析充分反应后,装置b中的溶液中 (“一定”或“可能”)含有硝酸铜。
12.(2025·陕西渭南·二模)在进行了金属的化学性质实验后,实验室的废液缸中存在较多含硝酸锌、硝酸铜、硝酸银的混合溶液。为回收金属银,同学们设计如下实验。
(1)步骤Ⅰ和步骤Ⅲ中发生的反应相同,化学方程式均为: 。
(2)经过步骤Ⅰ和步骤Ⅱ后,所得“滤液A”的质量 (填“大于”、“小于”或“等于”)“一定量废液”的质量。
(3)滤液C的溶质成分是 (填化学式)。
(4)在判断步骤Ⅰ中加入的铜粉是否过量时,下列方案合理的是________(填字母)。
A.观察滤液A是否为蓝色
B.取少量滤渣B,加入稀盐酸,观察是否有气泡产生
C.观察滤渣B中是否有紫红色固体
13.金属的回收与利用是保护金属资源的重要途径。废旧手机的电路板中主要含有铜,还含有少量铝、铁、金。为回收其中的铜、金,设计了如下流程。
已知:①金在该流程中均不发生反应。
②Cu可以与过氧化氢和稀硫酸的混合溶液发生反应,反应的化学方程式为。
(1)滤液1中的溶质有 (填化学式)。
(2)滤渣2是 (填化学式)。
(3)过程II中的主要实验现象是 。
(4)过程III中发生反应的化学方程式是 。
(5)过程III中加入过量铁粉的目的是 。
三、科学探究题
14.(2024·贵州·一模)我国首款具有自主知识产权的大型民用客机C919使用了大量的金属材料。
(1)用铜作导线,利用了铜的 性。
(2)铝常用于制造合金。铝有很强的抗腐蚀性,主要原因是铝的表面形成一层致密的氧化铝薄膜,发生反应的化学方程式为 。
(3)探究Al、Fe和Cu三种金属的活动性顺序。
【设计实验】同学们设计了如图的6个实验(图中“→”表示将足量金属片加入到溶液中,如③表示将Al片加入到CuSO4溶液中)。
完成①~⑥实验,记录实验数据。写出其中任意一个反应的实验现象及化学方程式 。
【交流讨论】甲同学做了③和④两个实验,经过观察和分析,得出结论:A1>Fe>Cu。乙同学认为甲同学的结论不合理,理由是 。
【反思结论】为达实验目的,从①~⑥的实验中,选择必要的(不多选)实验组合完成探究任务,正确的组合有 (填实验序号)。
(4)物质的性质决定物质的用途,由以上金属的利用和实验探究归纳出金属的化学性质有 。
(5)工业上用CO与赤铁矿(主要成分Fe2O3)高温下反应冶炼铁,该反应的化学方程式为 。
15.(24-25九年级上·陕西·期末)M是生活中常见的金属,MSO4溶液是无色液体,某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序,请你和他们一起进行以下探究活动。
【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的?
【实验1】
(1)取粗细相同的M丝、铜丝、铝丝分别放入盛有等体积、等浓度稀盐酸的3支试管中,进行如表所示的实验。
实验操作
M丝插入试管①中
铜丝插入试管②中
铝丝插入试管③中
根据现象得出金属活动性顺序
刚开始的现象
有少量气泡产生
无气泡
无气泡
M>Cu,M>Al
几分钟后的现象
有少量气泡产生
无气泡
有大量气泡产生
【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢?同学们带着这个疑问查阅了相关资料,明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡,是因为铝表而致密的氧化膜会先与盐酸反应。
【反思评价】
(2)做金属性质实验时需将金属进行打磨,打磨的目的是 。
【实验2】为进一步确认M、铝、铜这三种金属的活动性顺序,取粗细相同、打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液,进行如图所示实验,得出金属活动性顺序:Al>M>Cu。
(3)乙中观察到的现象是 。
(4)同学们经讨论后认为实验2可以优化,去掉 (填编号)实验,也能得出正确的结论。
【拓展迁移】
(5)为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中不合理的是______(填字母)。
A.锌、CuSO4溶液、银 B.ZnSO4溶液、铜、银
C.ZnSO4溶液、铜、AgNO3溶液 D.锌、铜、稀盐酸、AgNO3溶液
16.(2024·河北邯郸·一模)锡纸花甲米线(如图),又叫锡纸花甲,是一种最近流行的新式小吃。锡纸能保持花甲米线原汁原味不流失。同学们对这种“锡纸”产生了兴趣,在实验室进行了如下探究:
【提出问题】“锡纸”中金属的成分?
【作出猜想】
猜想①:“锡纸”中的金属是锡;猜想②:“锡纸”中的金属是铝。
【进行实验】
小宇取打磨后的“锡纸”片放入试管中,滴加少量稀盐酸,观察到试管中有气泡产生,由此得出猜想②成立。
(1)小芳取打磨后的“锡纸”片放入试管中,滴加少量硫酸亚铁溶液,观察到“锡纸”表面出现黑色物质,且 ,从而也得出猜想②成立。
【交流讨论】
(2)取“锡纸”打磨,其目的是 。
(3)同学们经过讨论,一致认为小宇的实验方案不够严谨,理由是 ;小芳的实验方案合理,可以得出正确的结论。写出小芳实验中试管内发生反应的化学方程式: 。
(4)下列物质中可以替代硫酸亚铁溶液完成实验的是______(选填序号)。
A.氯化铜溶液 B.硝酸银溶液 C.硫酸钠溶液 D.氯化锌溶液
【得出结论】“锡纸”中的金属是铝。
【提出新问题】铝作的纸为什么叫“锡纸”
【查阅资料】
最初的锡纸是锡造的,但锡的熔点较低,到160℃就开始脆化;而铝的熔点较高、价格较低,适用于普通食品包装、烘焙食品,既干净卫生又能保持食品原有风味。
(5)使用后的锡纸可以回收制成新的锡纸产品,这样既减少了资源的浪费,又有 等优点。
【拓展延伸】
(6)通过实验,大家对铝充满了兴趣。查找发现“铝”无处不在:飞机、汽车、火车、船舶、宇宙火箭、人造卫星、电线电缆等都是由铝合金制成的。据此,请写出一条铝合金可能具有的性质: 。
【强化训练】
一、选择题
1.(2025·安徽滁州·三模)化学反应的本质是微粒的转化,某中学常见溶液中的反应转化关系如下图所示,下列说法不正确的是
A.反应的方程式为
B.该反应基本反应类型是置换反应
C.此反应说明锌的活动性小于铜
D.此反应中未变化的微粒是
2.(2025·江苏南京·二模)向盛有一定质量MgSO4、FeSO4和CuSO4混合溶液的烧杯中加入锌粉至过量,使其充分反应(实验过程中溶液均为不饱和状态),烧杯中溶质、溶剂和金属的质量随锌粉质量的变化情况如下图所示。下列说法正确的是
A.曲线乙表示烧杯中金属的质量变化
B.MN段发生反应:Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe
C.当加入的锌粉质量为bg时,若向固体中加入稀盐酸,有气泡产生
D.当加入的锌粉质量为cg时,固体中有2种金属,溶液中有2种溶质
3.(2025·江苏常州·三模)在实验室中,小明同学为了探究金属与盐溶液的反应规律,将一定质量的某种金属M的粉末放入AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液中,实验过程及现象如图所示,结合实际现象判断,小明同学得出的以下结论中,错误的是
A.加入的金属M可能是单质锌 B.滤渣中一定含有金属单质M
C.滤渣中一定含有单质铜和银 D.滤液中可能含有硝酸银
4.(2025·河北邢台·三模)将一定质量锌粉和铜粉的混合物放入烧杯中,再向烧杯中逐渐加入硝酸银溶液,充分反应后烧杯中剩余固体质量与加入硝酸银溶液质量的关系如图所示。下列判断错误的是
A.ab段溶液始终为无色
B.b点剩余固体中加入稀盐酸能观察到有气泡
C.c点发生反应:
D.e点所得溶液中的溶质有三种
5.(2025·河南商丘·三模)为探究铁、铜两种金属的活动性,康康同学设计了如下实验,将 B、C试管反应后的废液倒入废液缸中,过滤得到滤渣和滤液,向所得滤液中加入铁粉,若有气泡产生,则下列说法正确的是
A.滤渣中含有铁和铜 B.滤液中含有硫酸、硫酸铜和硫酸亚铁
C.滤渣中只含有铜 D.滤液中含有硫酸和硫酸亚铁
6.(2025·湖北武汉·中考真题)项目小组为探究金属的化学性质进行图1所示实验,充分反应后,甲试管内的溶液只含一种溶质。然后将甲、乙两支试管内的物质倒入烧杯,如图2所示。充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。
下列说法错误的是
A.若滤液呈无色,则滤渣中可能存在3种物质 B.若滤液呈蓝色,则滤渣中可能存在2种物质
C.若滤渣为混合物,则其质量可能小于2mg D.若滤渣为纯净物,则滤液中可能存在3种金属离子
7.(2025·陕西铜川·三模)金属材料在生活中有着广泛的用途,某兴趣小组所做的有关金属性质实验如图所示,下列说法正确的是
A.A试管中观察到的现象只有铜丝表面出现银白色固体
B.如图实验可验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序
C.A试管中发生反应的化学方程式为
D.B试管反应后的溶液中一定含有CuSO4
二、实验题
8.(2025·陕西西安·一模)为探究金属的化学性质,某同学设计了如图实验:
(1)图甲中刚开始无气泡产生,一段时间后产生大量气泡,原因是铝表面有一层 。
(2)图乙中Y型管右侧发生反应的化学方程式是 。
(3)图乙待Y型管右侧反应结束后,倾斜Y型管,使右侧反应后的溶液进入左侧,对左侧反应后物质进行探究,下列叙述正确的是 (填序号)。
①若Y型管左侧溶液为无色,则溶液中溶质只有硝酸锌。
②若Y型管左侧溶液为蓝色,则溶液中溶质成分有两种可能。
③若Y型管左侧锌片表面有红色固体附着,则固体中一定有铜和银。
三、填空与简答
9.(2025·四川内江·二模)下面是某学习小组对Cu、Fe、Mg、Al四种金属相关知识的学习与探究,请你回答下列问题:
(1)所给四种金属分别放入到同种稀硫酸中,请写出最剧烈反应的化学方程式为 。
(2)下列可用于验证铜、镁、铁三种金属的活动性强弱的一组药品是___________。
①Cu、Mg、FeSO4溶液 ②Cu、Fe、MgSO4溶液
③Mg、FeSO4溶液、CuSO4溶液 ④Fe、CuSO4溶液、MgSO4溶液
A.②③ B.①② C.①④ D.③④
10.(2025·山东枣庄·模拟预测)金属及金属材料在生产生活中有广泛的应用,请根据相关信息回答问题。
(1)云南省博物馆创建于1951年,馆内收藏文物丰富,包括闻名中外的战国时期的牛虎铜案、西汉时期的四牛鎏金贮贝器等。
①牛虎铜案和四牛鎏金贮贝器为青铜制品,青铜是铜锡合金,青铜的熔点比纯铜的 (填“高”或“低”)。
②唐宋时期“湿法炼铜”广而传之,即把铁放入胆矾溶液(硫酸铜溶液)中得到铜,请写出该反应的化学方程式: 。
③铜丝常用作导线,是因为它具有良好的延展性和 性。
(2)回收利用金属不仅可以节约金属资源,还可以减少对环境的污染。废弃的镍锌电池中含有锌、铜、银、镍四种金属,为探究镍的金属活动性顺序并回收银,某校化学兴趣小组的同学们进行了如图探究:
①实验流程中,操作a、b、c的名称为 。
②溶液甲中含有溶质 (填化学式),固体A的成分为 (填化学式)。
③由该实验可知,锌、铜、银、镍的金属活动性由大到小的顺序为 。
④向溶液丙中加入稀盐酸,有白色沉淀产生,说明溶液丙中含有 种溶质。
11.(2025·河北石家庄·二模)我国每年报废的手机超过1亿部,废旧手机的电路板中含有Fe、Cu、Ag、Ni(镍)等金属,随意丢弃废旧手机不但会造成资源浪费,也会污染土壤和水体。如图是某工厂回收部分金属的流程图。已知:。
(1)操作I的名称是 。
(2)写出滤渣②中物质的化学式 。
(3)Fe、Cu、Ag、Ni的金属活动性由强到弱的顺序是 。
(4)写出滤液③与足量的铁粉发生反应的化学方程式 (写一个即可)。
(5)操作III可采用的物理方法是 。
四、科学探究题
12.(2025·山东枣庄·三模)金属材料的广泛应用,极大地促进了“中国梦”的实现。逐梦小组以“探究金属性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】初识金属
(1)观看“打铁花”表演,了解到用生铁而不用纯铁的原因是生铁的熔点比纯铁的 (填“高”或“低”)。请写出铁在氧气中燃烧的化学方程式: 。
【任务二】探究金属
(2)将稀盐酸滴入装有铁片的试管中观察到现象是 。
【任务三】再探金属
小组同学将铁粉投入一定量硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,过滤,各自得到一份滤渣和滤液。滤液中阳离子变化如图所示。请你分析回答:
(3)图中曲线b发生的化学反应方程式为: 。
(4)0-t1时,曲线a表示离子数目不变的原因是 。
(5)请分析此实验过程中的溶液质量变化关系及解释原因 。
13.(24-25九年级下·湖南衡阳·开学考试)学习了金属的化学性质后,小月对Zn、Fe、Cu的活泼程度进行了如下实验验证。
实验一:利用金属与金属化合物溶液反应来验证金属活动性,设计了如图实验方案。
(1)实验一中,试管②里发生的反应现象为
(2)验证金属活动性:Zn>Fe>Cu,上述实验中,没有必要做的是 (填试管序号)。
实验二:能否利用金属与酸反应的速率验证金属活动性强弱?
【查阅资料】影响化学反应速率的因素除了物质本身的化学性质外,还有温度、反应物浓度、接触面积等因素。
【实验验证】如图二,取相同大小的金属片,分别放到相同的三份稀盐酸中,并用温度传感器测定反应过程中一段时间内温度变化。所得温度变化曲线如图三所示。
(3)图二中,试管②里发生化学反应方程式为 。
(4)根据图三分析,金属与酸反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
【反思交流】
(5)根据上述金属与酸反应的实验以及图三,能否验证得出属活动性:Zn>Fe>Cu?请做出判断,并说明理由 。
【拓展延伸】
(6)为得到活动性:Zn>Fe>Cu的结论,小月提出,可在原实验二方案基础上,再直接利用一种药品完成实验即可,该药品可能是 。
A.CuSO4 B.ZnSO4 C.MgSO4
14.(24-25九年级上·黑龙江佳木斯·期末)某工厂废水中含有和,为防止水体污染并回收金属,学习小组取样后向废水中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤得到滤渣A和滤液B。小组同学对滤液B的成分产生了浓厚的兴趣。
【实验分析】
(1)写出废水中加入铁粉一定发生的化学反应方程式 。
【提出问题】滤液B中含有哪些物质?
【猜想与假设】甲猜想:含有;
乙猜想:含有
【设计实验】
(2)为得出正确结论,同学们另取滤液B于试管中,向其中插入一根铜丝,若观察到明显实验现象,则证明 (填“甲”或“乙”)同学的猜想正确。此时滤渣A中含有的金属是 。(填物质的化学式)
【总结提升】
(3)通过上述过程可知,在分析反应后所得溶液的成分时,需要考虑的物质有: 一定存在,可溶于水的反应物可能存在。
【拓展延伸】
(4)小组同学为进一步探究金属和金属化合物溶液的反应他们在一定质量的和的混合溶液中加入铁粉,充分反应后,绘制出了溶液质量随加入铁粉质量的变化图像,在b点处溶液中含有 (填数字)种物质。
15.(2025·甘肃陇南·二模)铁制品容易生锈,但将铁加热熔入金属铬,可制成不锈钢。化学兴趣小组进行以下实验,比较铬、铁、铜的金属活动性强弱。
【查阅资料】铬是一种抗腐蚀性强的银白色金属,硫酸亚铬()溶液呈亮蓝色,在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[],其溶液呈绿色。
【提出猜想】三种金属的活动性强弱为:
(1)猜想一:,猜想二:,猜想三: 。
【实验探究】
(2)步骤1:取大小相同的三种金属片,用砂纸打磨光亮。
步骤2:将三种金属片分别放入三支装有等量、等浓度稀硫酸的试管中。
序号
实验操作
实验现象
①
将铁片放入稀硫酸
铁片表面产生气泡较慢,溶液逐渐变为 色
②
将铬片放入稀硫酸
铬片表面产生气泡较快,铬片逐渐 ,溶液变为蓝色
③
将铜片放入稀硫酸
【实验结论】
(3)猜想 成立。
【分析解释】
(4)请写出铬与稀硫酸反应生成的化学方程式: 。反应后的溶液一段时间后变成绿色,其原因是 。
【反思评价】
(5)实验结束后有同学提出质疑:金属和酸反应放出的热量会对反应速率造成影响,因此上述实验结论不够科学。建议用铬片、铜片和 溶液进一步验证铬、铁、铜三种金属的活动性强弱。
16.(24-25九年级下·湖南长沙·开学考试)金属是人类赖以生存和发展的重要物质。某校化学兴趣小组以“金属化学性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】金属与氧气反应
(1)如图所示,“铁丝在氧气中燃烧”的实验中,实验前需要点燃火柴,从燃烧条件角度分析,火柴的作用是 。
【任务二】金属与酸反应
(2)如图,取大小、表面积相同的金属片,分别加入等体积、等浓度的三份稀硫酸中。
实验现象
试管①气泡快速产生,放出热量
试管②气泡缓慢产生,溶液由无色渐渐变为浅绿色,放出热量
试管③无明显现象
实验结论
分析上述实验说明现象,三种金属的活动性由强到弱的顺序为 。
【讨论交流】实验结束,为做好废液处理,小组同学将任务二中3支试管反应后的物质全部倒入一个洁净烧杯内,观察到溶液仍呈绿色。由此可推断出,烧杯中溶液的溶质成分一定有 。为
了验证烧杯中溶液的溶质可能存在的成分,请你设计实验方案: 。
【任务三】探究金属的活动性顺序
(3)我国第四套人民币中使用到镍()、铁、铜等金属。某兴趣小组决定探究、、Cu的金属活动性顺序。
【查阅资料】镍与稀盐酸或稀硫酸反应,生成+2价的绿色盐溶液,并放出氢气。实验前,使用砂纸打磨金属片,目的是 。
【探究实验】请完成下列表格。
实验方案
实验现象
实验结论
铁片表面有固体析出,溶液由无色变为浅绿色:铜片表面
三种金属的活动性由强到弱的顺
序为铁>镍>铜
【活动总结】通过上述过程可知,金属的化学性质有:能与氧气反应、能与酸反应和能与盐溶液反应。特别是金属能否与酸或金属盐溶液反应体现金属的活动性强弱。
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