内容正文:
专题培训
金属、金属活动性顺序
及其应用
中考化学素养提升培训
1
知识点1 镁、铝、锌、铁与稀硫酸或稀盐酸反应的规律
练习:计算生成1g氢气分别需要多少g的镁、铝、锌、铁与足
量稀硫酸完全反应。
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
2
1g
54 6
1g
65 2
1g
56 2
1g
12g
9g
32.5g
28g
【主要识记性内容】
2.生成1g氢气,分别需要___g铝、___g镁、____g铁、_____g
锌与足量的稀硫酸(或稀盐酸)完全反应(即生成1g氢气需要的
金属质量值等于它们的相对原子质量除以各自的________),
需要消耗的酸的质量______。
铜、银等金属与稀硫酸、稀盐酸不反应。
3.等质量的镁、铝、锌、铁与足量的酸反应,产生气体由快到
慢的顺序:__________________;
产生气体的质量由多到少的顺序:________________。
9
12
28
32.5
化合价
相等
Mg>Al>Zn>Fe
Al>Mg>Fe>Zn
4.足量的镁、铝、锌、铁与等质量的同种酸(稀硫酸或稀盐酸)
反应,产生气体由快到慢的顺序:_________________;
产生气体的质量关系是:_______。
即:等质量的不同金属与足量酸完全反应产生氢气的质量
_______;等质量的同种酸与足量的不同金属完全反应
产生氢气质量______。
5.相同质量的两种化合价相同的金属,与足量的酸完全反应
后,生成氢气质量越大的金属的相对原子质量______。
Mg>Al>Zn>Fe
相等
不相等
相等
越小
知识点2 关于铝、镁、锌、铁与酸反应的常见题型
1.图像问题
(1)等质量的铝、镁、锌、铁与足量的稀硫酸或稀盐酸反应
0
0
0
0
0
反应时间/s
反应时间/s
m(金属)/g
m(金属)/g
m(酸)/g
m(H2)/g
m(H2)/g
m(H2)/g
m(H2)/g
m(H2)/g
(2)足量的铝、镁、锌、铁与等质量的稀硫酸或稀盐酸反应
m(酸)/g
m(H2)/g
0
Mg
Al
Zn
Fe
Mg
Al
Fe
Zn
Al
Mg
Fe
Zn
Al
Mg
Fe
Zn
Mg
Al
Zn
Fe
Al
Mg
Fe
Zn
A
B
例1.用等质量的A、B两种金属分别与足量的稀硫酸反应,反应
时间与所生成氢气的质量关系如图所示,则金属 A和金属B的
化学性质,____比较活泼。如果A、B两种金属元素在化合物
中均显+2价,则金属A、金属B的相对原子质量的大小关系是
_______。
B
A<B
练习. 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. 相对原子质量:乙>丙>甲
D. 消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
C
2.天平问题
例2.在调节平衡的托盘天平的左、右两托盘上各放一只装有等
质量的同种稀硫酸的烧杯,此时天平平衡。再向左、右两托盘
的烧杯中分别加入等质量的镁和锌,充分反应。(1)如果天平仍然平衡,则_______一定没有剩余,___一定有剩余,____可能
有剩余。(2)如果天平失去平衡,则指针一定偏向放____(填
“镁”或“锌”)的一边。
【分析】两个烧杯中反应都生成H2,若反应后天平仍平衡,则两个烧杯中生成氢气的质量_____。如果是等质量的锌、镁完全反应,生成氢气的质量一定_______,所以,只能是______完全反应,即_______一定没有剩余。而生成等质量的氢气时,反应的___的质量比___的质量多,则____一定有剩余,___可能有剩余。若天平失去平衡,则两个烧杯中生成氢气的质量_______,等质量的锌、镁与酸反应后,只能是_____反应生成的氢气比较多,天平指针一定偏向放_____的一边。
相等
不相等
稀硫酸
稀硫酸
锌
镁
镁
锌
不相等
镁
锌
稀硫酸
镁
锌
锌
例3.在托盘天平的左、右两托盘中各放一个盛有足量的等质量
分数的稀硫酸的烧杯,此时天平平衡,再向左边烧杯中加入
一定质量的镁,向右边烧杯中加入等质量的铜铝合金,充分
反应后天平仍然平衡,则合金中铜、铝质量比是
A. 1︰1 B. 1︰2 C. 1︰3 D. 2︰1
【分析】由于反应前后天平都是平衡的,说明反应生成的氢气
质量_____,不妨设生成氢气质量是1g,则左边烧杯中加入
镁___g,右边烧杯中加入了___g的铜铝合金,而铜与稀硫
酸_______,生成1g氢气需要___g铝,所以合金中铜、铝的
质量比是______。
相等
12
12
不反应
9
1︰3
C
3.混合物计算
例4.将两种金属的混合物60g加入到足量的稀硫酸中,充分反
应后,生成3g氢气,则该混合物的组成不可能是
A. Mg Al B. Fe Al C. Mg Zn D. Al Cu
【分析】生成3g氢气分别需要____gMg、____gAl、____gFe、_____gZn,Cu与稀硫酸不反应,根据极值法的“知中间找两头”可知,该混合物不可能是_____。
36
27
84
97.5
A
A
例5.某不纯铁块5.6克(只含有一种杂质)与足量盐酸反应放出氢
气0.21克H2,则铁块中含有的杂质可能是
A. 镁 B. 碳 C. 锌 D. 铜
【分析】5.6g纯铁与足量稀盐酸完全反应生成氢气_____g,而
含有一种杂质后生成氢气0.21g,说明所含有的杂质在与铁等
质量的情况下,生成氢气的质量比铁___。其中碳、铜与稀盐
酸________,和铁等质量的锌与稀盐酸完全反应生成氢气比
铁____,和铁等质量的镁与稀盐酸完全反应生成氢气比铁____
0.2
多
多
少
不反应
A
4.分组对照型图表题计算题
例6.在测定铜锌合金中铜的质量分数的活动中,某小组同学利
用铜锌合金与稀硫酸反应,进行了三次实验。有关数据记录
见下表(误差忽略不计)
第一次 第二次 第三次
取用合金的质量/g 25 25 50
取用稀硫酸的质量/g 120 160 100
反应后剩余物质的质量/g 144.6 184.6 149.6
(1)从上表数据分析可知,当取用的铜锌合金与稀硫酸的质量比
在______时,两者能恰好完全反应。
(2)该铜锌合金中铜的质量分数是多少?
1∶4
0.4
0.4
0.4
解:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
65 2
x 0.4g
设生成0.4g氢气的合金中锌的质量为x
65∶2=x∶0.4g
x=13g
(Cu)
=
25g-13g
25g
×100%
=48%
答:该铜锌合金中铜的质量分数是48%
5. 金属活动性顺序的应用
(1)根据位置前后可以确定金属的活动性顺序,位置越靠前,
金属的活动性就越强。
(2)排在氢前面的金属可以与稀酸反应生成盐溶液和氢气。
(浓硫酸、硝酸有强氧化性,除外)
(3)排在前面的金属可以将排在后面的金属从它们化合物的溶
液中置换出来。(极为活泼的金属K、Ca、Na除外)
【注意】铝在空气中与氧气反应,表面生成一层致密的氧化膜(Al2O3),从而阻止铝进一步被氧化。铝比铁耐腐蚀,与金属活动性无关,不能用金属活动性解释。
例. “乌铜走银”是云南省石屏县始创的一种独特的铜制工艺品
技艺,迄今已有300余年的历史。
(1)乌铜是一种合金,其硬度比纯铜_____(填“大”或“小);乌铜
经锻打、碾压可做成不同厚度的乌铜片,说明乌铜具有良好
的_______。
(2)“乌钢走银”的技艺是在乌铜上雕刻各种图案,然后将熔化
的银水填入图案中,冷却后打磨光滑。银长时间放置后依然
光亮,原因是__________________。
大
延展性
银的化学性质稳定
(3)乌铜表面的黑色物质主要是氧化铜。利用稀硫酸和铁从氧
化铜中得到铜单质可通过以下两种方案实现:
方案一: 方案二:
①上述两种方案中较优的是________,理由是____________
________________________;
②西汉刘安所著《淮南万毕术》中提到“曾青得铁则化为铜”,
方案二中体现这一过程的化学方程式为:
_______________________
方案二
不需要加热、
操作方便安全、
节省原料
Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu
(4)乌铜的废料经初步处理后可得到AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶
液。若向其中加入一定量的金属Zn,充分反应后过滤,得到
滤液和滤渣。下列说法正确的是_________(填标号)。
A.滤渣中一定含有的金属是Ag、Cu
B.滤液中可能含有的溶质是AgNO3和Cu(NO3)2
C.若向滤渣中加入稀盐酸,无明显现象,则滤渣中一定含有
Ag、Cu
D.若向滤液中加入稀盐酸,无明显现象,则滤液可能呈蓝色
E.若向滤液中加入稀盐酸,产生白色沉淀,则滤液中一定含
有的金属离子是Ag+、Cu2+、Zn2+
B
D
E
一定有Ag,不一定有Cu
一定有Ag,一定没有Zn,可能有Cu
【巩固练习】
现有X、Y、Z三种金属,如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液
中,过一会儿,在Y表面有银析出,而Z没有变化;如果把X
和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生气泡,Y不反应。根据
以上实验事实,判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为
A. Z、Y、X B. X、Z、Y
C. X、Y、Z D. Y、X、Z
Y>Ag>Z
X>(H)>Y
C
2. 为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,下列实验方案
能达到目的的是
A. 将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中
B. 将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中
C. 将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中
D. 将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
B
无法比较Cu、Ag的活动性
无法比较Cu、Ag的活动性
无法比较Fe、Cu的活动性
3. 向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反
应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是
A.若滤液为蓝色,则滤渣中一定含有Cu和Zn
B.若滤液不为蓝色,则滤液中可能不含CuCl2
C.若往滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含
有Mg
D.所得滤液的质量一定比原溶液的质量大
D
只有Cu
一定不含
锌与MgCl2不反应,滤渣中不可能含镁
Zn + CuCl2=ZnCl2+Cu
65 64
固体质量减小
4. 向盛有AgNO3、Cu(NO3)2和Al(NO3)3混合溶液的试管中加入
一定量铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气
泡产生。下列说法正确的是
A.滤渣中一定有铁、铜、银
B.滤液中一定含有Fe(NO3)2,可能含有Al(NO3)3
C.滤液的质量一定比原溶液的质量大
D.滤液有可能呈蓝色
A
Fe + 2AgNO3=Fe(NO3)2 + 2Ag
Fe + Cu(NO3)2=Fe(NO3)2 + Cu
Fe与Al(NO3)3 不反应
说明有铁剩余
一定有
小
一定是浅绿色
5. 用下列各组物质进行实验,能验证Mg、Ag、Cu三种金属活
动性强弱的是
A.Mg、Ag、Cu、稀硫酸
B.Mg、Ag、CuSO4溶液
C.Ag、Cu、MgCl2溶液
D.Ag、CuCl2溶液、MgSO4溶液
B
三金一酸适用于两种金属与酸反应一种金属与酸不反应
两金一盐必须是活动性最强的金属、活动性最弱的金属和活动
居中的金属的盐溶液
两盐一金必须是活动性最强和活动性最弱的两种金属的盐溶
液、活动居中的金属
MgSO4溶液、Cu、AgNO3溶液
Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液
6. 如下图,将金属X插入烧杯内的AgNO3溶液中,观察到溶液
颜色变蓝后取出X,向烧杯内再加入一定量锌粉,振荡后,
溶液蓝色逐渐消失。
(1)金属X是_____。
(2)加入锌粉,溶液蓝色消失的原因是
_____________________________
(用化学方程式表示)。
(3)实验结束后,烧杯内的溶液中一定_______(填“存在”或“不
存在”) AgNO3
Cu
Zn + Cu(NO3)2=Zn(NO3)2 + Cu
不存在
7. 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
料硫酸锌,设计了如图所示的工艺流程,请据图回答下列问
题:
Zn + CuSO4=ZnSO4 + Cu
Zn + FeSO4=ZnSO4 + Fe
Zn
Zn
Zn、Fe、Cu
Zn + H2SO4=ZnSO4 + H2↑
Fe + H2SO4=FeSO4 + H2↑
H2SO4
ZnSO4
FeSO4
H2SO4
ZnSO4
ZnSO4
Zn
Zn
Zn、Fe、Cu
ZnSO4
FeSO4
H2SO4
ZnSO4
ZnSO4
(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_________,加入过量Y溶液的目的是
_____________________________。
(3)请写出步骤Ⅲ中生成Fe的化学反应方程式:
_______________________。
(4)请写一条保护金属资源的有效途径_____________。
过滤
H2SO4
H2SO4
确保固体A中的铁、锌完全反应
Zn + FeSO4=ZnSO4 + Fe
防止金属腐蚀
废旧金属回收利用
8. 硫酸铜是一种常见的盐,在日常生活和工农业生产中有广
泛的用途。
【认识硫酸铜】
(1)硫酸铜(CuSO4)为白色粉末、易溶于水,溶液呈蓝色。与
(填化学式)溶液对比,可知使CuSO4溶液呈蓝色的
离子是 (填离子符号)。
【硫酸铜制备】
(2)《梦溪笔谈》中记有从“苦泉水”获得硫酸铜的方法:“挹其
水熬之,则成胆矾”。这种从溶液中获得胆矾(CuSO4•5H2O)
的操作为 。
H2SO4
(或Na2SO4)
Cu2+
蒸发结晶
(3)某化工厂处理回收含铜废料制备硫酸铜过程中,设计了如下
初步方案。
方案一:
方案二:
O2
①方案一中“灼烧”的目的是去除废料中的可燃、可分解杂质,
同时将 。
②方案二中“无碱铜废料”与稀硫酸、O2反应的化学方程式为
。
③对比两个方案,方案二的优点有 (任写
一点)。
铜氧化成氧化铜
2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O
节约能源,操作简单
【硫酸铜应用】(4)我国古代炼丹家狐刚子在《出金矿图录》记载了“炼石胆(CuSO4•5H2O)取精华法”。
①“精华”是指反应生成的一种酸,从元素守恒角度分析,该酸
可能是 (填“盐酸”“硫酸”或“碳酸”)。
②某兴趣小组同学借助热重分析仪得到CuSO4•5H2O分解的TG
曲线如图所示。
已知:Cu2O为红色固体,可与稀硫酸
反应生成CuSO4、Cu和H2O,在空气
中能溶于稀氨水形成蓝色溶液,Cu不能。
从0℃升温至400℃过程中,发生反应的化学方程式为
。
硫酸
CuSO4•5H2O CuSO4 + 5H2O
在1000℃得到红色固体,设计实验方案,验证该固体只含Cu2O,方案是_________________________________________________
_______________________________________________________
_________________(可选用的试剂有蒸馏水、浓硫酸和浓氨水)。
先用蒸馏水将浓氨水稀释成稀氨水,然后向红色固体中
加入足量稀氨水,固体全部溶解,溶液由无色变成蓝色,说明
该固体只含Cu2O
$