内容正文:
金属活动性顺序的
奥秘与应用
202_
主讲人
时间
Qiming
Chemistry
01
金属氧化的条件与金属的化学性质是否活泼有关
金属与氧气
02
金属与酸
排在H前的金属可与稀盐酸、稀硫酸发生置换反应生成氢气
03
金属与盐溶液
在金属活动性顺序中,排在的前面的金属可以把排在后边的金属从的它的盐溶液中置换出来。
金属的化学性质
金属活动性顺序:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au
金 属 的 活 动 性 由 强 逐 渐 减 弱
知识回顾
2
1
解释生活现象,解决生活中问题
3
判断金属活动性强弱
4
设计实验证明金属活动性强弱
5
金属与酸反应的图像问题
7
金属与酸、盐溶液反应的质量问题
2
判断反应能否发生
6
金属与盐溶液反应的顺序问题
问题导引
3
一、 判断金属跟酸能否发生置换反应及其反应的快慢。
(1) 排在氢前面的金属才能置换酸中的氢。
(2) 酸指盐酸和稀硫酸,不能用浓硫酸、硝酸。
1.下列金属跟酸能反应而放出氢气的是( )
A
A.Fe和H2SO4 B. Ag和稀HCl
C. Zn和HNO3 D. Al和浓H2SO4
2.不能由金属跟稀硫酸直接反应制得的物质是( )
A. MgSO4 B.Fe2(SO4)3 C.CuSO4 D. Al2(SO4)3
BC
注意条件
(3) 铁与酸反应生成氢气同时生成的是亚铁盐。
Mg
Zn
Fe
反应时间
0
产生H2
质量
( )
( )
( )
甲
乙
丙
Mg
Zn
Fe
Cu
稀盐酸
将四种等质量的块状金属投入到相同溶质质量分数且足量的盐酸中
反应快慢比较
控制变量
金属与酸反应的图像问题分析
1.把相同质量的甲、乙两种金属分别加入相同质量、相同质量分数的足量稀盐酸中,产生氢气的质量随时间变化的曲线如图所示,下列说法不正确的是()
A.完全反应后甲生成的气体比乙多
B.乙的金属活动性比甲强
C.在盐酸盐中甲的化合价一定比乙高
D.甲的相对原子质量可能比乙小
反应时间/t
氢气的质量/g
0
甲
乙
t1
t2
C
2.两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁,然后分别逐渐加入同浓度的稀盐酸酸,产生氢气的质量与加入盐酸的质量关系如图所示。由图可得出的信息:
①a点时,产生氢气的质量Mg>Zn
②b点时,消耗盐酸的质量Mg>Zn
③c点时,产生氢气的质量Mg=Zn
④d点时,两个烧杯中金属都有剩余
⑤该图反映出镁比锌的金属活动性强。
其中合理的个数为( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
盐酸的质量/g
氢气的质量/g
Mg
Zn
0
a
b。
c
d。
B
3.(19济宁)相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属,分別与足量的、质量相同、质量分数相同的稀H2SO4充分反应,生成氢气与消耗稀H2SO4的质量关系见图,分析图象所得的结论中,不正确的是( )
A
链接中考
A.三种金属的活动性顺序:Mg>Fe>Zn
B.三种金属的相对原子质量:Mg<Fe<Zn
C.三种金属消耗H2SO4的质量: Mg>Fe>Zn D.三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量:Mg<Fe<Zn
Mg
Fe
Zn
稀硫酸的质量/g
产生H2质量/g
0
找规律
例:相同质量的镁,铝,钠三种金属分别投入足量的稀盐酸中,求产生H2质量各多少克?
解析:设镁产生氢气质量为X,铝产生氢气质量为Y,钠产生氢气质量Z
Mg +2HCl= MgCl2+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
24 2 2×27 3 ×2 2×23 2
m x m y m z
X= ——克
2m
24
Y= ——克
3m
27
Z= —— 克
1×m
23
得:
通式:设金属R原子量为A,化合价为 +n,m克金属与足量盐酸反
应,产生氢的质量为X;
则: 2R + 2nHCl = 2RCln + nH2↑
2A 2n
m x
X = —— 克
A
mn
2A
m
=
2n
x
产生H2质量
金属化合价 金属的质量
金属的相对原子质量
=
×
1.将相同质量的Mg、Al分别放入足量的稀盐酸中,充分反应后,生成氢气的质量比为( )
A.3:4 B.1:1 C.8:9 D.9:8
A
产生H2质量
金属化合价 金属的质量
金属的相对原子量
=
×
消耗金属质量
金属的相对原子量 氢气质量
化合价
=
×
公式变形:
规律:
2.将一定质量的Mg、Al分别放入等质量的稀盐酸中恰好完全反应,则镁和铝的质量比为( )
A.4:3 B.1:1 C.24:9 D.24:27
A
A
3.在托盘天平两边各放一只烧杯,调节至平衡。在两只烧杯里注入相同质量、相同质量分数的足量稀盐酸,然后分别向左右两端烧杯中加入质量相等的Fe和金属A。有气体产生时,天平慢慢向左偏转,指针偏转到一定角度后,又慢慢向右偏转;反应结束,天平指针指向右端。则天平右端加入的金属A可能是( )
A. Zn B. Mg C. Cu D. Al
Fe
A金属
Fe
A金属
分度盘
分度盘
1.下列反应的化学方程式中,正确的是( )
A. Cu+2AgCl=2Ag+CuCl2 B. Zn+2AgNO3=2Ag+Zn(NO3)2
C. 2Na+CuSO4=Cu+Na2SO4 D. 2Fe+3CuCl2=2FeCl3+3Cu
二 、判断金属跟盐溶液能否发生置换反应。
1.在金属活动顺序表中,排在前面的金属可以将位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来。
2.反应物之一盐必须是可溶性,即是溶液。
4.K Ca Na除外。
B
反应条件
3.Fe与盐溶液发生置换反应,生成亚铁盐。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au
(济宁)钠的化学性质非常活泼,直到1807年才由英国化学家戴维通过电解氢氧化钠得到单质金属钠。实验室通常将金属钠保存在煤油或液体石蜡中,但仍会发生缓慢氧化。请回答下列问题:
(1)探究金属钠与水反应时,发现有气体生成,收集气体并点燃,有明显爆鸣声;向反应后溶液中滴加酚酞试剂,溶液呈红色。由此推断:钠与水反应的化学方程式为___________________________;
(2)根据金属活动性顺序推测:金属钠放入硫酸铜溶液后,溶液底部会出现金属铜的红色沉积物,经实验验证,实际观察到的是蓝色沉淀。产生蓝色沉淀的原因是 (用化学方程式解释)。
__________________________________
帮你释疑
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
为什么K Ca Na除外?
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
1. 将锌片投入下列盐溶液反应使溶液质量减轻的是( )
A. MgCl2 B. CuCl2 C. AgNO3 D. AlCl3
三、金属跟盐溶液反应溶液质量的变化。
C
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au
Zn+ 2AgNO3 =2 Ag+ Zn(NO3)2
65 216
反应消耗金属的质量小于反应后生成金属的质量,溶液质量减轻。
四、判断金属跟混合盐溶液反应的次序。
反应的先后次序是:在金属活动性顺序表里,排在越后面
的金属,越易从它们的盐溶液里被置换出来。
练习1:将一定质量的铁粉放入足量相同质量分数的Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中,充分反应后过滤,测得滤渣中只含一种金属,该金属是( )
Fe B. Cu C. Ag D.Fe和Cu
C
优先反应原则(“远距离先发生”规律)
练习2: 在Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中,加入一定质量的锌粉,充分反应后。可能有下列情况:
(1)若反应后锌有剩余,则溶液中所含物质是 。
(2)若将反应后的溶液过滤,向所得固体中滴加稀盐酸,没有气泡产生,则固体物质中一定有 ,可能有 。
(3)若将反应后的物质过滤,向所得的滤液中滴加NaCl溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成,则滤液中含有的溶质是 。
Zn(NO3)2
Ag
Cu
AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
宏观物质
练习3:向AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一些铁粉,完全反应后过滤。不可能存在的情况是( )
A.滤纸上有Ag,滤液中有Ag+、Cu2+、Fe2+
B.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Fe2+
C.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Fe2+
D.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Ag+、Cu2+
D
微观离子
4. (25济宁)将一定质量Zn(NO3)2和AgNO3的混合溶液,按如图所示进行实验,现象如图中所述:
分析图中信息进行判断,下列说法合理的是( )
A. 滤渣中可能含有单质Zn
B 滤渣中一定含有单质Ag、Fe
C. 滤渣的质量一定小于ag
D. 滤液中一定含有Mg2+,Fe2+,可能含有Zn2+
混合溶液与混合金属
B
提示:镁先反应,镁消耗完才能轮到铁置换硝酸银中的银,而反应后溶液呈浅绿色,说明铁已经参与反应,所以滤渣中只能是银和铁,不能有锌。锌离子还在溶液中。
例:某研究性学习小组的成员为了验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了如下方案,其中可行的是( )
A、铜、银、硝酸锌溶液
B、锌、稀盐酸、硝酸铜溶液
C、锌、铜、稀硫酸、硝酸银溶液
D、锌、铜、银、稀硫酸
C
如果让你自选试剂来验证,最少需要几种?
两边金属中间盐或两边盐中间金属
五、证明金属活动性顺序的实验设计。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
你是以什么为依据设计具体的实验方案呢?
【意义及应用】
(1)在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强;
(2)排在氢前面的金属能与稀盐酸、稀硫酸反应放出氢气,而排在氢后面的金属不能与稀盐酸、稀硫酸反应放出氢气。
(3)在金属活动性顺序里,位置靠前的金属可以把位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来。(K、Ca、Na除外!)
现有镁、铁、锌、铜四种金属,请设计方案验证四种金属的活动性顺序。
实验探究设计
【展示交流】
方法一:金属与酸反应
材料:镁片、铁钉、锌片、铜片、稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)试管、试管架-、镊子、 安全眼镜。
实验步骤:1. 准备四支试管,分别加入等量的稀盐酸或稀硫酸。
2. 用镊子将镁片、铁钉、锌片、铜片分别放入四支试管中。
3. 观察各试管中金属与酸反应的情况,记录反应速度和气泡产生的快慢。4. 根据反应剧烈程度排序金属活动性。
预期结果:镁与酸反应最剧烈,产生大量气泡,锌次之,而铁反应较慢,气泡较少。铜不与酸反应,无明显气泡。
结论:金属活动性顺序为:Mg > Zn > Fe > Cu。
方法二:金属与盐溶液反应
材料:- 镁片、铁钉、锌片、铜片- 硫酸铜(CuSO₄)、硫酸亚铁(FeSO₄)、硫酸锌(ZnSO₄)、硫酸镁【MgSO4】溶液- 试管- 试管架- 镊子- 安全眼镜
步骤:1. 准备四支试管,分别加入等量的硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸镁溶液。
2. 用镊子将镁片、铁钉、锌片、铜片分别放入四支试管中。
3. 观察各试管中金属与盐溶液的反应情况,记录是否有金属析出或溶液颜色变化。
4. 根据反应情况排序金属活动性。
预期结果:镁能置换出铜、铁、锌。锌能置换出铜和铁。铁能置换出铜。铜不能置换其他金属,无明显反应。
结论:金属活动性顺序为:Mg> Zn > Fe > Cu。
练习1:从金属冶炼的历史看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近百年的事,此先后顺序与下列因素有关的是( )
①地壳中金属元素的含量②金属活动性顺序
③金属的导电性④金属冶炼的难易程度⑤金属的延展性
A. ①③ B. ②⑤ C. ②④ D. ③⑤
回归生活
C
练习2:为了揭穿骗子用黄铜(铜锌合金)冒充黄金饰品的伎俩,小明利用所学是化学知识,把样品投入到一种溶液中,饰品表面析出一层银白色物质,你知道小明选择的是什么溶液吗?你能写出反应的化学方程式吗?
回归生活
硝酸银溶液
Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
1.如图所示:弹簧秤下悬挂一铁块,烧杯内为某液体。在以下变化过程中,忽略液体和铁块体积的变化,请你判断。
(1)若液体为稀硫酸,随着反应的进行则弹簧秤示数如何变化?
(2)若液体为硫酸铜溶液,随着反应的进行则弹簧秤示数如何变化?
变小,因为铁不断溶解,同时液体密度变大,
铁块所受浮力增大。
变大,因为铁块表面覆盖红色的铜,铜的相对原子质量大于铁,液体密度变小,铁块所受浮力也减小。
六、跨学科应用。
谢谢大家
202X
主讲人
时间
2025.03
Qiming
Chemistry
$