内容正文:
第2课时金属活动性顺序
知识梳理
1.金属活动性顺序
别与另外两种金属化合物溶液反应的情
金属在水溶液中的活动性顺序
况判断。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au
4.根据金属与盐溶液反应判断滤液、滤渣的
金属活动性由强逐渐减弱
成分
在金属活动性顺序里:
(1)一种金属和两种(或多种)金属盐溶液的
(1)金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
反应:铁粉加入硝酸铜、硝酸银溶液中
(2)位于氢前面的金属能置换出稀盐酸(或
铁粉量
滤渣
滤液的溶质
稀硫酸)中的氢。
硝酸亚铁,
(3)位于前面的金属能把位于后面的金
少量
银
硝酸铜、
属从它们化合物的溶液里置换出来。
硝酸银
2.金属跟某些金属化合物溶液的反应
硝酸亚铁、
与硝酸银恰好完全反应
桑
(1)铝丝浸入硫酸铜溶液中:将会观察到铝
硝酸铜
丝表面覆盖了一层红色的物质,溶液
与硝酸银完全反应,与
硝酸亚铁、
铜、银
由蓝色变为无色,反应的化学方程式
部分硝酸铜反应
硝酸铜
为2A1+3CuSO4—Al2(SO4)3+3Cu。
与硝酸铜恰好完全反应
铜、银
硝酸亚铁
(2)铜丝浸入硝酸银溶液中:将会观察到铜
丝表面覆盖了一层银白色的物质,溶液
过量
铁、铜、银
硝酸亚铁
由无色变为蓝色,反应的化学方程式
(2)两种金属和一种(或两种)金属盐溶液的
为Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag。
反应:将铜粉和锌粉加人硝酸银溶液中
3.验证三种金属活动性顺序的常用方法
锌粉、铜粉量
滤渣
滤液的溶质
(1)“两金夹一液”:选用三种金属中活动性位
硝酸银、硝
少量锌粉、少量铜粉
银
酸锌、硝酸铜
于两端的金属单质,以及活动性介于两种
金属之间的金属化合物溶液作为试剂。
硝酸锌、硝
少量锌粉、适量铜粉
银
酸铜
根据两种金属单质与金属化合物溶液反
应的情况判断。
硝酸锌、硝
少量锌粉、过量铜粉
银、铜
酸铜
(2)“两液夹一金”:选用三种金属中活动性位
适量锌粉,铜粉
银、铜
硝酸锌
于中间的金属单质,以及另外两种金属化
合物的溶液作为试剂。根据金属单质分
过量锌粉、过量铜粉
银、铜、锌
硝酸锌
基础过关
1.【传统文化】我国古代第一部药学专著《神农
6.向一定质量的AgNO3溶液中加入Cu和Fe,
本草经》有“石硫黄能化金银铜铁,奇物”的记
充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下
载,描述了硫与金属的反应。金、银、铜、铁四
列说法正确的是(
种金属中,活动性最强的是(
)
A.滤渣中一定含有Ag、Cu
A.铁
B.铜
C.银
D.金
B.滤渣中一定含有Ag、Cu、Fe
2.锰(Mn)在钢铁、电池等领域有广泛应用,其
C.滤液中一定含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰
D.滤液中一定含有Cu(NO3)2、AgNO
化学性质的预测,不合理的是(
)
7.【跨学科综合】如图所示的探究实验,开始时杠
A.能在氧气中燃烧
B.能与氢氧化钠溶液反应
杆处于平衡状态。下列说法错误的是(
)
C.能与稀盐酸反应
杠杆
D.能与硫酸铜溶液反应
细线
细线
3.根据金属活动性顺序分析,下列描述或判断
铁片
铜片
稀硫酸
-AgN0,溶液
错误的是(
)
A.常温下,在空气中金属镁比铁容易氧化
A.铁片逐渐溶解,铁片上有气泡冒出
B.在氧气中灼烧时,铁丝比铜丝反应剧烈
B.烧杯甲中溶液质量增大
C.与同种浓度的盐酸反应时,锌片比铁片反
C.烧杯乙中溶液由无色变成蓝色
应剧烈
D.杠杆失去平衡,最终左边低右边高
D.铜活动性不强,故铜不能与硝酸银溶液反
8.为验证锌、铁、铜、银四种金属的活动性顺序,
应得到金属银
小荣设计了如图所示的四个实验,下列说法
4.设计探究金属活动性顺序实验时,下列实验
中错误的是(
提示图不需标注的是(
A
稀盐酸
稀盐酸
铜丝
5.小明设计实验探究铁、铜、银三种金属的活动
性顺序,他设计了四个实验方案,所选的试剂
铁片
片
硝酸银
溶液
-Y溶液
①
②
③
④
是:①铜、银、硫酸亚铁溶液;②铁、银、硫酸铜
溶液;③银、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液;
A.①和②实验中需加入相同浓度的稀盐酸
④铜、硫酸亚铁溶液、硝酸银溶液。上述四个
B.实验②中有气泡产生,溶液变为蓝色
实验方案所选试剂正确的是(
C.实验③中铜丝表面产生银白色物质,溶液
A.②④
B.①②③
逐渐变成蓝色
C.①②③④
D.②③
D.X可能为铁,Y溶液可能为硫酸锌溶液
9.向盛有αg铜锌混合物的烧杯中加入稀硫酸,
(3)如果R为铁,写出金属R与稀硫酸反应
该过程中剩余固体与加入稀硫酸的质量关系
的化学方程式:
如图所示。下列说法错误的是(
)
该反应的基本类型属于
(填“化
↑剩余固体质量/g
合”“分解”或“置换”)反应。
11.某兴趣小组欲探究Fe、Cu、Ag、R四种金属
P
的活动性顺序(R为未知金属),进行如下
稀硫酸质量g
实验:
A.M点时,溶液中有ZnSO
一段时间后
B.N点时,生成气体的总质量达到最大
CuSO.
溶液
C.P点溶液是蓝色的
D.该铜锌混合物中锌的质量为(a一b)g
(1)如图A所示,将四根金属丝同时插入烧
10.现有铜与另一种金属R(可能是银、镁、铁中
杯中。甲中可观察到的现象是铁丝表面
的一种)的混合粉末。欲确定R的成分,请
产生
,溶液由无色变为
你回答下列问题:
色。乙中发生反应的化学方程式是
(1)请将银、镁、铁三种金属的元素符号填写
在下列金属活动性顺序中的相应位置。
(2)一段时间后,将烧杯中铁丝替换为R进
…☐☐…H…☐…
行实验,如图B所示。若甲中出现气泡,
金属活动性油强逐渐诚弱
乙中无明显现象,则烧杯乙中的溶质是
(2)取少量的金属粉末于试管中,逐滴加入稀
,可得出Fe、Cu、Ag、R的活动
硫酸,有气泡产生,则R不可能是
性顺序由强到弱为
素养提升
1.验证镁、铜的金属活动性顺序,下列试剂不能
3.白铜是铜、镍N)合金,某学习小组同学利用
选用的是(
废弃的白铜设计了如下实验流程回收铜、镍、
A.MgSO4溶液
B.KC溶液
锌,则铜、镍、锌这三种金属的活动性顺序
C.稀盐酸
D.ZnCl2溶液
2.金属M与AgNO3溶液发生反应:M十
为(
)
2AgNO3—M(NO3)2+2Ag。下列说法正
加过量稀硫
废弃白酸,过滤
→固体A
加适量锌
确的是(
铜粉末
镍
①
溶液B粉,过滤
A.M可能是铝
ZnsO,溶液
B.Ag的金属活动性比M强
A.Ni>Zn>Cu
B.Zn>Ni>Cu
C.反应前后M的化合价发生了改变
C.Zn>Cu>Ni
D.无法判断
D.在金属活动性顺序里,M一定排在氢前
4.将过量的Zn粉投入一定质量的AgNO3和
7.把等质量的X、Y、Z、M四种金属分别加入等
Fe(NO3)2的混合溶液中发生反应,溶液的质
质量、等浓度的足量稀盐酸中(反应关系如图
量随时间的变化关系如图所示。下列说法不
甲)。把金属M加入足量的Y(NO3)2溶液
正确的是(
中(反应关系如图乙)。据此判断四种金属的
↑溶液的质量/g
活动性顺序为(
生成气体的质量g
生成Y的质量g
时间/min
A.A点对应的溶液中含有三种金属阳离子
时间/s
时间
甲
B.B点处的固体中含有Ag和Zn
A.X>Z>M>Y
C.B点到C点过程中金属的质量增大
B.Y>M>Z>X
D.C点处的溶液为无色
C.X>Z>Y>M
5.向硝酸银、硝酸铜、硝酸镁的混合溶液中加入
D.Z>X>M>Y
一些铁粉,待完全反应后,再过滤。下列情况
8.向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合
不可能存在的是(
溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分
A.滤纸上有Ag,滤液中有Ag、Cu+、Fe+、
反应后过滤,得到滤液和滤渣,将滤渣洗涤、
Mg2
干燥后再称量,得到的固体质量仍为a克。
B.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Ag、Fe+、Mg
下列分析合理的是(
)
C.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Fe2+、Mg2
A.滤渣中可能有铜
D.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Fe+、Mg
B.向滤渣中加稀盐酸,不可能有气泡产生
6.足量的镁、锌、铁与等质量等溶质质量分数的
C.滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和
稀盐酸反应,下图中正确的是(
)
Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
↑氢气质量g
氢气质量g
Mg
D.滤液质量一定大于原混合溶液的质量
Mg Zn Fe
Zn
Fe
9.【跨学科综合】如图所示,弹簧测力
时间
时间
计下面挂着一重物A,烧杯中盛有
A
B
溶液B,根据要求回答下列问题。
氢气质量g一Mg
氢气质量g
Zn
Mgn Fe
(1)若A为铁块,B为稀硫酸,则将A放入B
Fe
中,过一会儿,弹簧测力计的读数将
时间
时间
(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)若A为铁块,B为硫酸铜溶液,则将A放
(2)上述反应中,不属于置换反应的是
入B中,过一会儿,弹簧测力计的读数将
(填序号)。
(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)请写出反应④的化学方程式:
10.某工厂排放的废液中含有硫酸铜和硫酸亚
12.铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要
铁,回收废液中的铁、铜并制备硫酸锌溶液
应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图
的流程如图,请回答问题。
甲所示。
废液加过量乙滤液。
用磁铁
硫酸空气
卷出铜箔
①
吸引
→固体B
铜箔
→固体A
话量
一滤液
硫酸水
②
稀硫酸
→固体C
③
原
→固体D
溶液
溶铜
操作I
制箔
酸洗水洗抗氧化
(1)分离滤液a和固体A的操作名称是
,滤液a中除水以外另一种物质
(1)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是
为
(填化学式)。
(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反
(2)写出步骤③中加入适量稀硫酸后发生反
应,该反应属于
(填基本反应类
应的化学方程式:
型)。“操作I”的目的是除去难溶性固
(3)通过上述流程
(填“能”或“不
体杂质,该操作名称为
能”)验证锌、铁、铜的金属活动性顺序。
(3)“制箔”中,发生反应的化学方程式:
11.如图是初中化学中六种常见物质之间的转
2CuS0,+2H,0通电2Cu+0,◆+2X,
化关系图。
X的化学式为
。
物质X可
已知A、D、F均为单质,其中D、F为金属单
用于
和
工序
质,D的合金是使用最多的金属材料;B为
(4)“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa
氧化物,C是一种常见的酸,E(相对分子质
且延伸率大于13.5%的铜箔,据图乙可
知,温度应控制在
(填字母)内。
量为160)的溶液呈蓝色。试回答下列问题:
一抗拉强度
(框图中的反应条件和某些生成物已略去)
36
延伸率
140
3.5
3.0器
25
2.0
330
4
D
温度℃
乙
(1)请写出下列物质的化学式:B
A.4549℃
B.50~52℃
D
C.53~55℃
D.5660℃32.5g-13g×100%=60%
32.5g
答:合金中铜的质量分数为60%。
第2课时金属活动性顺序
【基础过关】
1.A2.B3.D4.C
5.A点拨:用金属和盐溶液验证金属的活动
性顺序时,一般是将金属放人另一种金属
的盐溶液中看能否反应,①中铜和银都不
能与硫酸亚铁溶液反应,无法确定铜、银的
活动性顺序;②铁能置换出铜,而银不能置
换出铜,则证明Fe>Cu>Ag;③中,银不能
将铜和铁置换出来,无法证明铁和铜的活
动性顺序;④中,铜能置换出银,不能置换
出铁,证明Fe>Cu>Ag。故能达到目的的
是②和④,故选A。
6.C点拨:向一定质量的AgNO溶液中加
入Cu和Fe,硝酸银先和铁反应生成硝酸
亚铁和银,后和铜反应生成硝酸铜和银,充
分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,说明
铁完全反应,铜部分或完全反应。滤渣中
一定含有银,一定不含铁,不一定含有铜,
若铜完全反应,则不含铜,A、B错误;滤液
中一定含有Fe(NO3)2、Cu(NO)2,C正
确;反应后的滤液呈蓝色,则滤液中一定含
有硝酸铜,不一定含有硝酸银,D错误。
7.D点拨:铁片逐渐溶解,有气泡冒出,溶液
逐渐由无色变为浅绿色,A正确;烧杯甲中
铁与稀硫酸反应会生成氢气和硫酸亚铁,
溶液质量增大,B正确;烧杯乙中铜与硝酸
银溶液反应生成银和硝酸铜,溶液由无色
变成蓝色,铜片上有银白色物质生成,C正
确;烧杯甲中铁与稀硫酸反应会生成氢气
和硫酸亚铁,铁片质量在不断减小,杠杆左
边质量减小,烧杯乙中反应为Cu十
2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,每64份质
量的铜能置换出216份质量的银,铜片上
有银白色物质生成,固体质量增大,即杠杆
右边质量增大,杠杆失去平衡,最终左边高
右边低,D错误。
8.B点拨:根据唯一变量原则,①和②实验
中需加人相同浓度的稀盐酸,A正确;铜与
稀盐酸不反应,B错误;铜丝与硝酸银溶液
反应生成硝酸铜和银,观察到铜丝表面产
生银白色物质,溶液逐渐变成蓝色,C正
确;为验证锌、铁、铜、银四种金属的活动性
顺序,还需验证Fe与Zn的活动性顺序,若
X为铁,Y为硫酸锌,则可证明活动性:
Zn>Fe,D正确。
9.C
10.(1)Mg Fe Ag(2)Ag(或银)
(3)Fe+H2SO4—FeSO4+H2A置换
11.(1)气泡浅绿Fe+CuSO4FeSO4+
Cu (2)FeSO FeR>Cu>Ag
【素养提升】
1.B2.C3.B
4.C点拨:根据金属活动性顺序为Zn>
Fe>Ag,将过量的Zn粉投入一定质量的
AgNO3和Fe(NO3)2的混合溶液中,锌先
与AgNO3反应生成硝酸锌和银,AgNO3
反应完,锌才与Fe(NO3)2反应生成硝酸
锌和铁。A点时锌和硝酸银反应,且硝酸
银还未完全反应,此时溶液中含有硝酸锌、
硝酸亚铁和硝酸银,溶液中的金属阳离子
有锌离子、亚铁离子和银离子,A正确;
B点时硝酸银恰好完全反应,锌有剩余,则
固体为银和锌,B正确;由题图可知,B点
到C点过程中溶液质量增大,发生的化学
反应方程式为Zn+Fe(NO3)2—Zn(NO)2
+Fe,每65份质量的锌能置换56份质量
的铁,则金属的质量减小,C错误;C点处
硝酸亚铁恰好完全反应,对应的溶液为硝
酸锌无色溶液,D正确。
5.B点拨:根据金属活动性顺序,可知金属
活动性Mg>Fe>Cu>Ag,因此若滤纸上
只有Ag,则溶液中可能有Ag、Cu+、
Fe+、Mg2+,A正确;若滤纸上有Ag、Cu,
则滤液中一定不含Ag,一定含有Fe+、
Mg2+,可能含有Cu+,故B错误,C正确;若
滤纸上有Ag、Cu、Fe,则滤液中一定不含
Ag、Cu2+,一定含有Fe2+和Mg2+,故D
正确。
6.D点拨:镁、锌、铁的金属活动性依次减
弱,因此与盐酸反应的速率也依次减小,反
映在图像中斜线的斜率也依次减小,也就
是在反应的一段时间内,镁与盐酸反应产
生的氢气的质量最大,锌次之,铁与盐酸反
应产生的氢气最小。而由于金属是足量
的,金属与盐酸反应会随着盐酸逐渐耗尽
而停止,因此,最终产生的氢气质量取决于
HC1质量。所以与等质量等溶质质量分数
的盐酸反应的金属镁、锌、铁,最终生成氢
气的质量是相等的。
7.A8.C
9.(1)变小(2)变大点拨:将铁块放入稀
硫酸中,发生化学反应后生成FeSO4溶液,
溶液密度变大,产生的浮力变大,且铁块质
量变小,故弹簧测力计示数变小;同理,铁
与硫酸铜溶液反应后生成的FeSO,溶液的
密度小于反应前CuSO4溶液的密度,且铁
块表面附着一层铜,质量变大,故弹簧测力
计的示数变大。
10.(1)过滤ZnSO4(2)Zn+H2SO
ZnSO4+H2(3)不能
11.(1)CuO Fe (2)3 (3)CuSO,+
FeCu十FeSO4点拨:D为金属单
质,D的合金是使用最多的金属材料,可
知D是Fe;由E的溶液呈蓝色,为铜盐,
又因为其相对分子质量为160,可知E为
CuSO4;CuSO4和Fe反应生成F,又因F
为金属单质,所以F是Cu;B和C反应生
成CuSO,已知B为氧化物,C是一种常
见的酸,所以B为CuO,C为HSO4:
H2SO4和Fe反应能生成A,且A是单
质,所以A是氢气。
12.(1)增大物质间的接触面积,使反应更充
分(2)化合反应过滤(3)HSO4
溶铜酸洗(4)C点拨:(1)“溶铜”前,
粉碎处理铜原料的目的是增大物质间的
接触面积,使反应更充分。(2)“溶铜”中,
存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应
符合“多变一”的特征,属于化合反应;“操
作I”的目的是除去难溶性固体杂质,该
操作名称为过滤。(3)由质量守恒定律可
知,化学反应前后,原子的种类和数目不
变,“制箔”中,发生反应的化学方程式:
2CuS0,+2H,0通电2Cu+0,◆+2X,故
X的化学式为H2SO4;由题图甲可知,硫
酸可用于溶铜和酸洗工序。(4)“制箔”
中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸
率大于13.5%的铜箔,据题图乙可知,温
度应控制在53~55℃内,故选C。
专题1金属与酸或混合溶液反应的分析
1.C2.B3.D4.C
5.A点拨:由金属活动性顺序Mg>Zn>
Fe>Cu可知,向盛有一定质量MgSO4、
FeSO,和CuSO4混合溶液的烧杯中加入锌
粉,锌先与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,再