内容正文:
单元4 金属和金属材料
专题培优3 金属活动性顺序的验证与探究
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专题精讲
一、验证或探究依据
1.在金属活动性顺序中,氢前金属能与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应;氢
后金属不与稀盐酸或稀硫酸发生反应。
2.在金属活动性顺序中,位于前面的金属(K、Ca、Na 除外)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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二、实验方案设计
1.探究两种金属的活动性顺序
【典例1】 设计实验探究Fe和Cu 的金属活动性顺序。
第一步:排金属活动性顺序,Fe、Cu、H的金属活动性顺序为____________;
Fe>H>Cu
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第二步:定方案,如下表所示:
方案1:金
属与酸反应 将铁丝、铜丝分别插入等体积、等质量分数的稀盐酸中,观
察到________________________________________________
___________
方案2:金
属与盐溶液
反应 将铁丝插入硫酸铜溶液中,观察到
____________________________________________;
或将铜丝插入__________________________中,无明显现象
铁丝表面有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色,铜丝
无明显现象
铁丝表面附着红色固体,溶液由蓝色变为浅绿色
氯化亚铁溶液(合理即可)
第三步:得结论,和 的金属活动性顺序为_________。
Fe>Cu
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2.探究三种金属的活动性顺序
【典例2】 设计实验探究Zn、Cu、Ag的金属活动性顺序。
第一步:排金属活动性顺序,Zn、Cu、Ag的金属活动性顺序为_________;
Zn>Cu>Ag
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第二步: 定方案,如下表所示:
方案1:两金属
夹一盐溶液
(如图1) X为____________,Y 为________________________;观察
到的现象是_______________________________________
____________________
方案2:两盐溶
液夹一金属
(如图2) 为____________;观察到的现象是___________________
____________________________________________
锌(或Zn)
硝酸铜溶液(合理即可)
A中锌表面附着红色固体,溶液由蓝色变为
无色,B中无明显现象
铜(或Cu)
D中铜表面有银白色
固体析出,溶液由无色变为蓝色,C中无明显现象
图1
图2
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第三步: 得结论,Zn、Cu、Ag的金属活动性顺序为______________。
【实验注意事项】 (1)实验前需用砂纸将金属打磨光亮,目的是________
_____________________。
(2)做金属与酸反应的实验时,一般用稀盐酸或稀硫酸,不用浓盐酸、浓硫
酸或硝酸。
(3)进行实验时应采用控制变量法,该实验需控制的变量有金属的质量、
表面积,酸的种类、浓度、质量或体积,温度等。
除去金
属表面的氧化物和污物
Zn>Cu>Ag
解题思维构建
验证金属活动性顺序的一般思路与方法
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3.探究未知金属的活动性顺序
【典例3】 设计实验探究镍(Ni) 、锌、铜的金属活动性顺序。(已知硫酸
镍溶液为绿色)
第一步:排已知金属活动性顺序,已知锌和铜的金属活动性顺序为________;
第二步:作猜想,未知金属可位于已知金属的前、中、后。猜想①:
Ni>Zn>Cu;猜想②:______________; 猜想③:Zn>Ni>Cu;
第三步:根据“两金属夹一盐溶液”或“两盐溶液夹一金属”,设计实验方案
验证。
Zn>Cu
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针对训练
1.锰和镍都是重要的金属,将镍丝插入MnSO4溶液中,无明显现象,
插入CuSO4溶液中,镍丝表面有红色固体析出,则Mn、Ni、Cu 三种金属的
活动性由强到弱的顺序是 ( )
A
A.Mn、Ni、Cu B.Mn、Cu、Ni
C.Ni、Mn、Cu D.Cu、Mn、Ni
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2.(2025威海)欲探究Mn、Cu、Ag的金属活动性顺序,仅用组内试剂无
法实现的是( )
B
A. Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液
B. Mg、Cu、Ag 、稀硫酸
C. Mg、Ag、CuSO4溶液
D. Cu、MgSO4溶液、AgNO3 溶液
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3.(2024徐州)人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属
的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是( )
D
A. 实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B. 若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面
能产生气泡
C. 若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D. 若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:
Zn>Cu>Ag
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解析:实验前需要打磨金属片,除去表面的氧
化膜,以防止对实验造成干扰,A正确;由金属
活动性:锌 氢 铜可知,若向甲、乙试管加
入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡,B正确;若向乙试管加入ZnSO4 溶
液,无明显现象,能得出锌的金属活动性比铜强,C正确;若向甲、乙试
管加入AgNO3 溶液,锌、铜均能与硝酸银溶液反应置换出银,说明了金属
活动性:锌 银、铜 银,但无法确定锌和铜的活动性强弱,D错误。
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4.(2025西安一模)柯柯在学习了金属活动性顺序后,以丙为“数轴”的原
点,将金属活动性顺序中的金属分为两部分(如图)。下列说法不正确的
是( )
B
A. 柯柯选择的原点丙是H
B. 将甲加入稀盐酸中,有气泡产生,溶液变为浅绿色
C. 要验证铜与乙的活动性强弱,可将乙加入CuSO4 溶液中
D. 在自然界中丁主要以单质形式存在
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解析:由常见金属活动性顺序可知,铅后面的是氢,氢之后是铜、汞,柯
柯以丙为“数轴”的原点将活动性顺序中的金属分为两部分,则选择的原点
丙是 ,A正确;甲是铝,位于氢的前面,将甲加入稀盐酸中,有气泡产
生,溶液仍为无色,B错误;乙是铁,要验证铜与乙的活动性强弱,可将
乙加入CuSO4溶液中,乙表面附着红色固体,溶液由蓝色变为浅绿色,说
明乙的金属活动性比铜强,C正确;丁是金,金的性质很不活泼,在自然
界中丁主要以单质形式存在,D正确。
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5.(2025西光中学模拟)学习了金属的化学
性质之后,同学们在实验室完成了如图金属
性质的验证实验。
(1)写出A中反应的化学方程式:_______
____________________。
(2)B中的实验现象是____________________________________________。
(3)实验开始时C、D中均无明显现象。分析D中无明显现象的原因是
________________________________________________。
铁丝表面附着红色固体,溶液由蓝色变为浅绿色
铝丝表面致密的氧化膜先与稀硫酸反应,无明显现象
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(4)A、C、D三组实验______(填“能”或“不能”)验证金属活动性:
Al>Zn>Cu。
Al
不能
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6.(2025师大附中四模)某学习小组同学
将废弃的电池初步处理后得到一定量的金
属混合物,经分析混合物中含有Zn、Cu 、
Ag、Ni 四种金属,现按如下流程从混合物
(1)步骤①②③中均涉及的实验操作是______。
过滤
解析:过滤用于分离固体和液体,步骤①②③中都涉及到固液分离,实验
操作为过滤。
中分离出某贵重金属(反应条件已略去),请回答下列问题。
查阅资料:与稀硫酸反应生成 价化合物和氢气。
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(2)溶液甲中的溶质有_____________________________(填化学式)。
解析:Zn 和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,Ni和稀硫酸反应生成硫酸镍和
氢气,铜和银不与稀硫酸反应,则溶液甲中有ZnSO4、NiSO4 ,溶液甲中加
入过量Zn后,产生了气体,则溶液甲中还含有H2SO4。
NiSO4、ZnSO4、H2SO4
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(3)步骤③中发生的是______(填基本反应类型)反应。
置换
解析:Cu、Ag 不与稀硫酸反应,则固体A中含有Cu、Ag ,步骤③中铜
与硝酸银反应生成硝酸铜和银,属于置换反应。
(4)从以上过程可推测出四种金属的活动性由强到弱的顺序是_________
_____________。
Zn>Ni
>Cu>Ag
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解析:Zn能和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,
Ni能和稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气,且溶液
甲为硫酸锌、硫酸镍和过量的稀硫酸的混合物,
加入过量Zn后,Zn 能和稀硫酸反应产生气体,此外还生成了固体混合物B
和溶液乙,说明 与硫酸镍发生了置换反应,生成了硫酸锌和镍,则金属
活动性:Zn>Ni>H,由第(1)问分析可知,固体A为Cu、Ag混合物,
二者不与稀硫酸反应,且加入的硝酸银能和金属铜反应,则金属活动性:
H>Cu>AgH ,,因此四种金属的活动性由强到弱的顺序是Zn>Ni>Cu>Ag。
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