1.2.2 金属的化学性质——金属活动性顺序(分层作业)科学新教材浙教版九年级下册
2026-09-14
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摘要:
**基本信息**
本同步练习围绕“金属活动性顺序”,通过基础探究、综合应用、拓展提升三层设计,实现从单一验证到实际问题解决的知识进阶,适配新授课分层教学与核心素养培养需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础探究层|金属活动性顺序验证(Mg、Fe、Cu等)|以实验现象分析题为主(如第1-4题),培养科学探究实践能力|
|综合应用层|金属与酸/盐反应规律、图像分析|包含图像题(第5题)、混合溶液反应(第7题),发展推理论证的科学思维|
|拓展提升层|工业流程、数据实证、守恒推理|结合手机金属回收(第20题)、变量控制实验(第21题),体现态度责任与创新思维|
内容正文:
1.2.2 金属活动性顺序
目 录
1
探究金属活动性顺序 1
金属活动性顺序及应用 3
4
6
探究金属活动性顺序知识点1
1.下列实验进行中的现象不能用于验证Mg、Fe、Cu的活动性顺序的是( )
A.
B.
C.
D.
2.(25-26九年级上·浙江湖州·期末)为了验证铁、铜、银的金属活动性顺序,设计如图所示实验方案。下列说法正确的是( )
A.①②④中溶液颜色都发生变化
B.①和③中金属表面都有气泡产生
C.②和③比较,能判断铜和银的活动性顺序
D.①②④比较,能判断铁、铜、银的活动性顺序
3.我国自主设计的大型客机成功试飞,首艘国产航母正式下水,标志着我国的合金制造技术取得重大突破。根据所学知识回答问题。
(1)探究Al与酸的反应前,用砂纸打磨铝条,是为了除去_________(填化学式)。
(2)某合金中含有金属钪(Sc)。相同条件下,取相同状态的金属钪和锌分别与相同浓度的盐酸反应,钪产生气泡速率明显更快,则金属活动性Sc_________Zn(填“>”或“<”)。根据上述结论,下列说法不正确的是_________(填序号)。
A.将Sc投入CuSO4溶液中有红色物质析出
B.仅用Fe(NO3)2溶液、Sc(NO3)3溶液、Ag能验证钪和铁的活动性强弱
4.(2026·浙江杭州·三模)为探究金属活动性顺序,小塘按以下步骤开展探究:
步骤一:在编号为A、B、C、D的4支空试管中各注入5 mL稀盐酸。
步骤二:用砂纸打磨大小相同的镁片、铜片、锌片和银片,同一时间分别投入A、B、CD试管中,再立即将带有相同气球的橡皮塞塞紧。观察试管中的现象。
步骤三:将砂纸打磨后的铜片投入E试管,注入5 mL浓度为10%的硝酸银溶液,观察实验现象,进一步探究铜和银的金属活动性顺序。
请回答:
(1)用砂纸打磨金属表面的目的是___________________________________________________________。
(2)A~D中,能与酸反应的金属是________(填金属名称)。
(3)观察试管E,可看到的现象是________________________________________________________。
(4)为探究E试管反应后的溶液质量变化,小塘向试管中加入质量为m1的硝酸银溶液,然后放入铜片反应一段时间,得到反应后的溶液质量为m2,则反应前后溶液质量大小关系为m1_____m2。
金属活动性顺序及应用知识点2
5.现把足量的稀盐酸分为两等份,分别与等质量金属X、Y反应(生成的盐中金属元素的化合价均为正二价),生成气体的质量与时间的关系如图所示。则下列说法中不正确的是( )
A.金属X、Y的活动性关系:X>Y
B.金属完全反应时消耗稀盐酸的质量:X=Y
C.X、Y的相对原子质量大小关系:X<Y
D.t3时烧杯中溶液的质量:X<Y
6.按如图流程进行实验(每步均充分反应)。反应结束后,将烧杯内物质进行过滤,向滤渣中加入少量稀盐酸,无明显现象,下列说法不正确的是( )
A.由实验可判断出铁、铜、锌的活动性顺序
B.两支试管混合后,固体总质量比反应前铁粉的总质量一定增加
C.滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn
D.滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2
7.金属在日常生活中有着广泛的用途:
(1)把一根用砂纸打磨过的铜丝浸入硝酸银溶液中,过了一会儿,观察到的现象有____________________,该反应的化学方程式为____________________________________________。
(2)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,溶液质量随反应时间的变化情况如图所示,图中B点溶液中含有的溶质有______________。
8.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)已知有三种金属X、Y、Z,化合价均为价,其反应情况如下:
①;②不反应;③
(1)这三种金属活动性由强到弱排列的顺序是______________。
(2)现将金属X、Y的混合物加入一定量溶液中,过滤,滤渣中一定含有的金属是______________。滤液中可能含有的溶质是______________。
【答案】(1)
(2) Z 和
【详解】(1)根据金属置换反应特点:前置金属能置换后置金属,活动性:单质金属>盐中金属,若金属和盐溶液不反应,则单质金属活动性<盐中金属,X能置换氢气,Z不能置换氢气,Y能置换X,因此活动性顺序为。
(2)①越不活泼金属越先被置换;Y能优先与溶液反应,金属Z被置换,溶液中有。
② X可能与溶液反应,生成,因金属X、Y的用量未知,所以溶液可能有剩余。
9.金属材料广泛应用于生活、生产中,其应用推动了社会发展。
(1)下列关于金属材料的说法错误的是________(填字母)。
A.所有的金属都会被稀硫酸腐蚀
B.铝的金属活动性比铁强,所以铝制品比铁制品更容易锈蚀
C.黄铜片(铜锌合金)的硬度大于纯铜片的硬度
D.像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子,污染土壤和地下水源
(2)为探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性,下列方案能达到实验目的的有________。
A.将锌粉分别加入溶液、溶液中
B.在3份相同质量、相同质量分数的稀盐酸中分别加入等质量、相同颗粒大小的铜粉、铁粉、锌粉
C.溶液中加入足量铜粉后,再加入锌粉
(3)工业上常用“湿法炼铜”,原理是铁与硫酸铜溶液反应,写出化学方程式__________________________。
10.(2026·浙江宁波·一模)为了探究铁、铜、银的活动性顺序,小科做了如下实验。
(1)实验一:向盛有稀盐酸的试管中分别放入铁片、铜片和银片。观察到铁片表面出现气泡,溶液变成浅绿色。而铜片、银片表面无现象。由此可判断铁、铜、银中的活动性最强的是_________。
(2)实验二:向盛有硝酸银溶液的试管中放入铜片,一段时间后,观察到铜片表面及周围生成了白色物质,溶液变成浅蓝色。由此可判断铜、银的活动性顺序为_________。
(3)基于实验一和实验二的结论,小科提出只需把铁片和银片分别放入某种溶液中,反应一段时间后,比较实验现象也可确定三种金属的活动性顺序,如图所示。这种溶液可以是_________。
(4)由铁、铜、银的活动性顺序可以判断,这三种金属在空气中最易氧化的是_________。
11.(25-26九年级上·浙江杭州·期末)在航空航天领域,金属钪(Sc)作为关键的“合金改性剂”添加到铝、镁、钛等材料中,极大提升了合金的强度等性能。已知金属钪(Sc)与稀盐酸发生置换反应,生成+3价可溶化合物。根据所学知识回答问题。
(1)取金属钪浸入氯化锌溶液中,观察到金属表面有固体析出,则金属活动性Zn______Sc(填“>”或“<”)。
(2)将锌粉和钪粉的混合物加入盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。若向滤液中滴加稀盐酸出现白色沉淀,则滤液里除了外还一定含有的阳离子是______(填离子符号)。
(3)已知(2)中发生的其中一个反应为:,则反应后溶液质量______(填“增大”或“减小”)。
12.为了探究Mg、Cu、Ag、R(R为未知金属,①中酸足量,②中镁条足量。)四种金属的活动性顺序,进行如下实验:如图甲所示,将四根金属丝同时插入烧杯中的溶液,只观察到①中镁条表面出现气泡,②中镁条表面有紫红色物质出现;如图乙所示,充分反应后,将烧杯中的镁条替换为R丝进行实验,观察到①中R丝表面出现气泡,②中R丝表面无明显现象。“”“”“”为相应金属丝插入烧杯前,烧杯中溶液里存在的阳离子。
(1)图甲②中存在的阳离子是______(填“”“”“”)。
(2)Mg、Cu、Ag、R这四种金属的活动性由强到弱依次为_____________________。
(3)在实验过程中,发现镁条与稀硫酸反应过程中产生气体速度与反应时间有如图丙所示关系,请分析:时间内反应速度逐渐减慢的原因是________________________________________________________。
13.(2026·浙江杭州·二模)探究铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)三种金属的活动性强弱。已知铬能与稀硫酸反应生成蓝色硫酸亚铬(CrSO4)溶液及氢气。
(1)为一次性验证金属活动性为 Cr>Fe>Cu,下列试剂组合可行的是___________。
A.铁片、硫酸亚铬溶液、硫酸铜溶液
B.铬片、铜片、硫酸亚铁溶液
C.铬片、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液
D.铜片、硫酸亚铁溶液、硫酸亚铬溶液
(2)将一定量的铬粉和铁粉混合物,加入到硫酸铜溶液中,并借助传感器监测溶液中金属离子的变化。反应后微观模型中的“?”处应填写的数值是___________。
(3)若向反应后的混合液中加入过量的硫酸铜溶液,充分反应后,溶液中一定存在的金属阳离子有___________(填写离子符号)。
(4)小科尝试自己制备实验所需的硫酸亚铬(CrSO4)溶液。她将5.2g的纯铬粉完全溶于足量的稀硫酸中,请计算理论上能产生氢气的质量是多少?(请写出计算过程)
14.【实验情境】小义在验证Al、Cu、Ag三种金属活动性顺序时,制出了美丽的“金属树”。其方法为向两个放有宣纸的培养皿中分别滴入适量的CuSO4溶液、AgNO3溶液,再放入铝丝,一段时间后观察到的实验现象如图,下列说法错误的是( )
A.得到“铜树”后的溶液可能是无色的溶液
B.实验前需要打磨铝丝是为了除去表面致密的氧化膜
C.上述实验现象能得出Al、Cu、Ag三种金属的活动性顺序
D.得到“银树”反应的化学方程式为Al+3AgNO3=3Ag+Al(NO3)3
15.【数形分析】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所示。综合以上信息。得到以下结论,合理的是( )
A.从图像可以看出,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,二者得到的氢气质量相同
D.若两种金属完全溶解,二者消耗硫酸的质量相同
16.【优先反应】将一定量铁粉加入含有和两种溶质的溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是( )
A.若滤液中有,则滤渣中一定没有、
B.若滤渣成分为、、,则滤液中溶质只有一种
C.若滤渣成分为、,则滤液中一定有
D.若滤液中有,则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生
17.【装置创新】(2026·浙江·一模)小科用如图所示装置探究金属活动性。将足量金属M加到Y型试管右管中,观察到溶液逐渐变蓝,充分反应后,倾倒Y型试管,使右管中溶液进入左管,观察到溶液蓝色变浅直至消失。下列说法正确的是( )
A.由右管反应现象可知金属M可能是铁
B.右管的反应过程中,溶液质量一定不变
C.左管反应结束后,左管中的固体仅有M
D.实验可得金属活动性顺序为:锌>M>银
18.【数据实证】(24-25九年级上·浙江宁波·期中)已知氯化铁溶液有如下性质:和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜:和铁反应生成氯化亚铁。请根据上述信息完成下列问题,现有一包铁粉和铜粉混合物,为确定其组成将不同质量的样品分别放入溶液中(其他用品略),实验数据记录如下
组别
①
②
③
④
溶液中的质量(g)
65
65
65
65
混合粉末质量/g
6
13.2
24
36
反应后剩余固体质量/g
0
1.28
12.8
24.8
下列结论错误的是( )
A.第①组:反应后溶液中含有32.5克
B.第②组:在反应后溶液中放入一根铁丝,铁钉表面析出红色固体
C.第③组:剩余固体中滴加盐酸会产生气泡
D.第④组:剩余固体中铁与铜原子个数之比为
19.【守恒推理】(24-25九年级上·浙江宁波·期中)向一定质量的和混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量为b克。下列分析有错误的是________。
①若,滤液中一定没有
②若,滤液中一定有、和,可能有
③若,向滤渣中加稀盐酸,不可能有气泡产生
④若,且忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定<原混合溶液溶质的质量
20.【流程回收】(25-26九年级上·浙江绍兴·期末)我国每年报废的手机超过1亿部,若不进行有效回收利用,会造成巨大的浪费和污染。某种手机电路板中含有以下金属:Sn、Pb、Fe、Cu、Au、Ag、Ni(镍)、Pd(钯)。如图是某工厂回收其中部分金属的流程图(图中各反应均恰好完全反应)(已知2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O)
(1)步骤②中产生的气体是_______,滤渣2中含有的金属是_______(写化学式)
(2)步骤⑤反应的化学方程式__________________________________________。
(3)金属Fe、Ni、Pd在溶液中的活动性由强到弱的顺序依次是_______。
21.【变量控制】(25-26九年级上·浙江杭州·期中)锰钢(含Fe、Mn、C等)是具有优良金属性能的合金,在生产生活中有广泛的应用。
查阅文献得知:①锰是难溶于水的固体。②锰在水溶液中反应常显+2价,使溶液呈肉色。
兴趣小组同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,进行了如下探究。
(1)根据金属活动性顺序(Fe>Cu),对Mn的金属活动性提出了三种猜想:猜想I:Mn>Fe>Cu;猜想Ⅱ:Fe>Cu>Mn;猜想Ⅲ:______。
(2)初步探究
实验序号
操作
现象
结论
1
将三种打磨好、粗细质量相同的金属片,分别放入相同的稀硫酸中
放入铁片溶液呈浅绿色,放入锰片溶质为肉色,放入铜片溶液为无色
猜想______错误
2
将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中
___________
猜想I正确
(3)进一步探究:兴趣小组同学认为有不同的方法可以比较铁、锰的活动性,兴趣小组又进行了新的探究:在盐酸中加入铁或锰进行反应。实验结果记录如下表:
实验编号
盐酸的浓度(均取20毫升)
金属(均取2克)
金属的形状
收集50毫升氢气所需时间/秒
①
10%
锰
粉状
70
②
10%
铁
片状
120
③
20%
铁
片状
110
①依据以上实验结果能否推断出锰、铁活动性顺序?请判断并说明依据:______________________________。
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1.2.2 金属活动性顺序
目 录
1
探究金属活动性顺序 1
金属活动性顺序及应用 4
6
11
探究金属活动性顺序知识点1
1.下列实验进行中的现象不能用于验证Mg、Fe、Cu的活动性顺序的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.镁、铁、铜分别与相同的稀硫酸接触时,镁反应比铁剧烈,铜不反应,可判断金属活动性为Mg>Fe>Cu,故A不符合题意;
B.镁和铁都能从硫酸铜溶液中置换出铜,只能说明Mg、Fe的活动性都强于Cu,不能比较Mg与Fe的活动性强弱,故B符合题意;
C.镁能与硫酸亚铁溶液反应而铜不能,说明Mg的活动性强于Fe、Cu的活动性弱于Fe,可判断Mg>Fe>Cu,故C不符合题意;
D.铁不能与硫酸镁溶液反应,说明Mg的活动性强于Fe;铁能与硫酸铜溶液反应,说明Fe的活动性强于Cu,可判断Mg>Fe>Cu,故D不符合题意。
故选B。
2.(25-26九年级上·浙江湖州·期末)为了验证铁、铜、银的金属活动性顺序,设计如图所示实验方案。下列说法正确的是( )
A.①②④中溶液颜色都发生变化
B.①和③中金属表面都有气泡产生
C.②和③比较,能判断铜和银的活动性顺序
D.①②④比较,能判断铁、铜、银的活动性顺序
【答案】D
【详解】A.①中铁与稀盐酸反应,溶液由无色逐渐变为浅绿色,④中铜与硝酸银溶液反应,溶液由无色逐渐变为蓝色,但②中铜不与稀盐酸反应,无颜色变化,故A错误;
B.①铁活动性排在氢前,能与稀盐酸反应,有气泡产生,③银活动性排在氢后,不能与稀盐酸反应,没有气泡产生,故B错误;
C.②③均无明显现象,铜和银的活动性无法判断,故C错误;
D.①铁与稀盐酸反应产生气泡,可证明活动性:Fe>H,②铜不与稀盐酸反应,没有气泡产生,可证明活动性:Cu<H,④铜与硝酸银溶液反应,铜表面有银白色固体析出,可证明活动性:Cu>Ag,综合①②④,可证明活动性:Fe>Cu>Ag,故D正确。
故选D。
3.我国自主设计的大型客机成功试飞,首艘国产航母正式下水,标志着我国的合金制造技术取得重大突破。根据所学知识回答问题。
(1)探究Al与酸的反应前,用砂纸打磨铝条,是为了除去_________(填化学式)。
(2)某合金中含有金属钪(Sc)。相同条件下,取相同状态的金属钪和锌分别与相同浓度的盐酸反应,钪产生气泡速率明显更快,则金属活动性Sc_________Zn(填“>”或“<”)。根据上述结论,下列说法不正确的是_________(填序号)。
A.将Sc投入CuSO4溶液中有红色物质析出
B.仅用Fe(NO3)2溶液、Sc(NO3)3溶液、Ag能验证钪和铁的活动性强弱
【答案】(1)Al2O3
(2) > B
【详解】(1)铝在空气中易和氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,探究铝和酸的反应前用砂纸打磨铝条,就是为了除去这层氧化膜,氧化铝的化学式为Al2O3。
(2)金属和相同浓度的酸反应时,活动性越强的金属反应速率越快、产生气泡越剧烈。题目中相同条件下钪和盐酸反应产生气泡比锌更快,说明金属活动性Sc>Zn;
A.已知活动性Sc>Zn,而锌的活动性强于铜,因此钪的活动性也强于铜,把钪投入硫酸铜溶液中,能置换出铜,有红色物质析出,A说法正确;
B.银的活动性比铁和钪都弱,将银分别放入Fe(NO3)2溶液、Sc(NO3)3溶液中,都不会发生反应,无法比较钪和铁的活动性强弱,B说法错误。
4.(2026·浙江杭州·三模)为探究金属活动性顺序,小塘按以下步骤开展探究:
步骤一:在编号为A、B、C、D的4支空试管中各注入5 mL稀盐酸。
步骤二:用砂纸打磨大小相同的镁片、铜片、锌片和银片,同一时间分别投入A、B、CD试管中,再立即将带有相同气球的橡皮塞塞紧。观察试管中的现象。
步骤三:将砂纸打磨后的铜片投入E试管,注入5 mL浓度为10%的硝酸银溶液,观察实验现象,进一步探究铜和银的金属活动性顺序。
请回答:
(1)用砂纸打磨金属表面的目的是___________________________________________________________。
(2)A~D中,能与酸反应的金属是________(填金属名称)。
(3)观察试管E,可看到的现象是________________________________________________________。
(4)为探究E试管反应后的溶液质量变化,小塘向试管中加入质量为m1的硝酸银溶液,然后放入铜片反应一段时间,得到反应后的溶液质量为m2,则反应前后溶液质量大小关系为m1_____m2。
【答案】(1)除去金属表面的氧化膜和污物,防止氧化层阻碍金属与酸、盐溶液反应
(2)镁、锌
(3)铜片表面析出银白色固体,溶液由无色逐渐变为蓝色
(4)大于
【详解】(1)镁、锌、铜在空气中易氧化,表面生成一层氧化薄膜,会隔绝金属单质,影响反应现象,打磨去除氧化层,保证实验正常进行。
(2)排在H前面的金属 Mg、Zn,能和稀盐酸反应产生氢气;Cu、Ag 在氢后,不与稀盐酸反应,无明显气泡。
(3)金属银为银白色附着在铜的表面,反应生成了硝酸铜溶液中含有铜离子,显蓝色。
(4)相对原子质量铜(64)小于银(108),故每64份质量的铜进入溶液,会析出份质量的银固体,反应后的溶液质量变小。
金属活动性顺序及应用知识点2
5.现把足量的稀盐酸分为两等份,分别与等质量金属X、Y反应(生成的盐中金属元素的化合价均为正二价),生成气体的质量与时间的关系如图所示。则下列说法中不正确的是( )
A.金属X、Y的活动性关系:X>Y
B.金属完全反应时消耗稀盐酸的质量:X=Y
C.X、Y的相对原子质量大小关系:X<Y
D.t3时烧杯中溶液的质量:X<Y
【答案】B
【详解】A.曲线X上升更快,说明相同时间内生成氢气较多,金属X比金属Y活泼,故A不符合题意;
B.两种金属质量相等且均显正二价,曲线X最终生成的氢气更多,说明金属X消耗的盐酸更多,故B符合题意;
C.相同质量的正二价金属完全反应时,相对原子质量越小,生成氢气越多;金属X生成的氢气更多,所以金属X的相对原子质量小于金属Y,故C不符合题意;
D.反应后所得溶液的质量等于反应前溶液质量与参加反应的金属质量之和再减去逸出氢气的质量;金属X生成的氢气更多,所以所得溶液质量较小,故D不符合题意。
故选B。
6.按如图流程进行实验(每步均充分反应)。反应结束后,将烧杯内物质进行过滤,向滤渣中加入少量稀盐酸,无明显现象,下列说法不正确的是( )
A.由实验可判断出铁、铜、锌的活动性顺序
B.两支试管混合后,固体总质量比反应前铁粉的总质量一定增加
C.滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn
D.滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2
【答案】D
【详解】A.根据铁不能与氯化锌反应,说明金属活动性锌>铁;能与氯化铜反应,说明金属活动性铁>铜;可以判断出铁、铜、锌的活动性顺序,故A正确;
B.铁和氯化铜的反应为,每56份质量的铁反应生成64份质量的铜,反应后固体质量一定增加,因此混合后固体总质量一定比反应前铁粉总质量大,故B正确;
C.锌活动性比铁强,不可能被铁置换出来,滤渣中本来就没有锌;滤渣加盐酸无气泡说明铁已经完全反应,因此滤渣一定有Cu,一定没有Fe和Zn,故C正确;
D.氯化锌不参与反应,一定存在;铁和氯化铜反应一定生成氯化亚铁,因此滤液一定有ZnCl2和FeCl2;但氯化铜不一定存在:若铁刚好把氯化铜完全置换,滤液中就没有CuCl2,故D错误。
故选D。
7.金属在日常生活中有着广泛的用途:
(1)把一根用砂纸打磨过的铜丝浸入硝酸银溶液中,过了一会儿,观察到的现象有____________________,该反应的化学方程式为____________________________________________。
(2)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,溶液质量随反应时间的变化情况如图所示,图中B点溶液中含有的溶质有______________。
【答案】(1) 铜丝上附着银白色固体,溶液由无色变蓝色 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
(2)硝酸铜,硝酸锌
【详解】(1)铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,会观察到铜丝上附着一层银白色固体,溶液颜色由无色变为蓝色,反应的化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。
(2)根据金属活动性,锌先和硝酸银反应,待硝酸银完全反应后,锌才会和硝酸铜反应。根据Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag可知,锌与硝酸银反应时,每65份质量的锌进入溶液,会析出216份质量的银,溶液总质量不断减小,对应图像的A→B段。B点是硝酸银恰好被完全反应的节点,此时硝酸银已经耗尽,锌刚开始和硝酸铜反应,因此溶液中的溶质是锌和硝酸银反应生成的硝酸锌,以及还未开始反应的硝酸铜。
8.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)已知有三种金属X、Y、Z,化合价均为价,其反应情况如下:
①;②不反应;③
(1)这三种金属活动性由强到弱排列的顺序是______________。
(2)现将金属X、Y的混合物加入一定量溶液中,过滤,滤渣中一定含有的金属是______________。滤液中可能含有的溶质是______________。
【答案】(1)
(2) Z 和
【详解】(1)根据金属置换反应特点:前置金属能置换后置金属,活动性:单质金属>盐中金属,若金属和盐溶液不反应,则单质金属活动性<盐中金属,X能置换氢气,Z不能置换氢气,Y能置换X,因此活动性顺序为。
(2)①越不活泼金属越先被置换;Y能优先与溶液反应,金属Z被置换,溶液中有。
② X可能与溶液反应,生成,因金属X、Y的用量未知,所以溶液可能有剩余。
9.金属材料广泛应用于生活、生产中,其应用推动了社会发展。
(1)下列关于金属材料的说法错误的是________(填字母)。
A.所有的金属都会被稀硫酸腐蚀
B.铝的金属活动性比铁强,所以铝制品比铁制品更容易锈蚀
C.黄铜片(铜锌合金)的硬度大于纯铜片的硬度
D.像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子,污染土壤和地下水源
(2)为探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性,下列方案能达到实验目的的有________。
A.将锌粉分别加入溶液、溶液中
B.在3份相同质量、相同质量分数的稀盐酸中分别加入等质量、相同颗粒大小的铜粉、铁粉、锌粉
C.溶液中加入足量铜粉后,再加入锌粉
(3)工业上常用“湿法炼铜”,原理是铁与硫酸铜溶液反应,写出化学方程式__________________________。
【答案】(1)AB
(2)BC
(3)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
【详解】(1)A. 金属活动性顺序中,氢前的金属可与稀硫酸反应,所以并非所有的金属都会被稀硫酸腐蚀,错误;
B.常温下,铝与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,覆盖在铝的表面,从而阻止铝进一步被氧化,但铁生锈后的铁锈疏松多孔,空气可透过铁锈继续与铁接触,使铁继续生锈,所以铝制品比铁制品更耐锈蚀,错误;
C. 金属制成合金后硬度变大,黄铜片(铜锌合金)的硬度大于纯铜片的硬度,正确;
D. 像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子,污染土壤和地下水源,正确。
(2)A. 金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来。将锌粉分别加入溶液、溶液中,锌粉表面均有固体析出,证明金属的活动性顺序为:Zn>Fe,Zn>Cu,但不能知道Fe、Cu的活动性强弱,错误;
B. 金属活动性顺序中,氢前的金属可与稀盐酸反应生成氢气。在3份相同质量、相同质量分数的稀盐酸中分别加入等质量、相同颗粒大小的铜粉、铁粉、锌粉,观察到铁粉、锌粉表面均有气泡产生,且锌粉表面产生的气泡多,证明金属活动性为:Zn>Fe>H,而铜粉表面无现象,证明金属活动性为:H>Cu。可探究得出金属活动性顺序为:Zn>Fe>Cu,正确;
C. 溶液中加入足量铜粉后,无现象,证明Fe>Cu,再加入锌粉,锌粉表面有固体析出,证明Zn>Fe。可探究得出金属活动性顺序为:Zn>Fe>Cu,正确。
(3)铁与硫酸铜溶液发生反应生成铜、硫酸亚铁,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。
10.(2026·浙江宁波·一模)为了探究铁、铜、银的活动性顺序,小科做了如下实验。
(1)实验一:向盛有稀盐酸的试管中分别放入铁片、铜片和银片。观察到铁片表面出现气泡,溶液变成浅绿色。而铜片、银片表面无现象。由此可判断铁、铜、银中的活动性最强的是_________。
(2)实验二:向盛有硝酸银溶液的试管中放入铜片,一段时间后,观察到铜片表面及周围生成了白色物质,溶液变成浅蓝色。由此可判断铜、银的活动性顺序为_________。
(3)基于实验一和实验二的结论,小科提出只需把铁片和银片分别放入某种溶液中,反应一段时间后,比较实验现象也可确定三种金属的活动性顺序,如图所示。这种溶液可以是_________。
(4)由铁、铜、银的活动性顺序可以判断,这三种金属在空气中最易氧化的是_________。
【答案】(1)铁
(2)铜>银
(3)硫酸铜溶液(合理即可)
(4)铁
【详解】(1)实验一:金属活动性顺序中,氢前的金属可与稀盐酸、稀硫酸反应生成氢气。向盛有稀盐酸的试管中分别放入铁片、铜片和银片。观察到铁片表面出现气泡,溶液变成浅绿色。而铜片、银片表面无现象。由此可判断铁、铜、银中的活动性最强的是铁。
(2)实验二:金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来。向盛有硝酸银溶液的试管中放入铜片,一段时间后,观察到铜片表面及周围生成了白色物质,溶液变成浅蓝色。由此可判断铜、银的活动性顺序为铜>银。
(3)金属活动性顺序中,铁位于氢的前面,铜、银都位于氢的后面。金属活动性顺序中,氢前的金属可与稀盐酸、稀硫酸反应生成氢气。金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来。基于实验一和实验二的结论,小科提出只需把铁片和银片分别放入某种溶液中,反应一段时间后,比较实验现象也可确定三种金属的活动性顺序,如图所示。这种溶液可以是硫酸铜溶液。
(4)金属活动性越强,越容易与氧气发生反应,由铁、铜、银的活动性顺序可以判断,这三种金属在空气中最易氧化的是铁。
11.(25-26九年级上·浙江杭州·期末)在航空航天领域,金属钪(Sc)作为关键的“合金改性剂”添加到铝、镁、钛等材料中,极大提升了合金的强度等性能。已知金属钪(Sc)与稀盐酸发生置换反应,生成+3价可溶化合物。根据所学知识回答问题。
(1)取金属钪浸入氯化锌溶液中,观察到金属表面有固体析出,则金属活动性Zn______Sc(填“>”或“<”)。
(2)将锌粉和钪粉的混合物加入盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。若向滤液中滴加稀盐酸出现白色沉淀,则滤液里除了外还一定含有的阳离子是______(填离子符号)。
(3)已知(2)中发生的其中一个反应为:,则反应后溶液质量______(填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)<
(2)、/Ag+、Zn2+
(3)减小
【详解】(1)金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。钪能从氯化锌溶液中置换出锌,说明钪的金属活动性强于锌,故Zn<Sc。
(2)向滤液中滴加稀盐酸出现白色沉淀,说明滤液中含有(氯化银沉淀),即硝酸银溶液过量;金属活动性Sc>Zn>Ag,钪先与硝酸银反应,当硝酸银过量时,锌未参与反应,因此滤液中除了外,还一定含有和未反应完的。
(3)根据反应,每45份质量的Sc能置换出324份质量的Ag,反应后固体质量增加,根据质量守恒定律,溶液质量会减小。
12.为了探究Mg、Cu、Ag、R(R为未知金属,①中酸足量,②中镁条足量。)四种金属的活动性顺序,进行如下实验:如图甲所示,将四根金属丝同时插入烧杯中的溶液,只观察到①中镁条表面出现气泡,②中镁条表面有紫红色物质出现;如图乙所示,充分反应后,将烧杯中的镁条替换为R丝进行实验,观察到①中R丝表面出现气泡,②中R丝表面无明显现象。“”“”“”为相应金属丝插入烧杯前,烧杯中溶液里存在的阳离子。
(1)图甲②中存在的阳离子是______(填“”“”“”)。
(2)Mg、Cu、Ag、R这四种金属的活动性由强到弱依次为_____________________。
(3)在实验过程中,发现镁条与稀硫酸反应过程中产生气体速度与反应时间有如图丙所示关系,请分析:时间内反应速度逐渐减慢的原因是________________________________________________________。
【答案】(1)
(2)Mg>R>Cu>Ag
(3)随着反应进行,稀硫酸的浓度逐渐减小
【详解】(1)图甲②中的溶液为硫酸铜溶液,溶液中的阳离子是Cu2+。由图中符号对应关系可知,Cu2+对应斜纹圆符号。
(2)图甲①中镁条与稀硫酸反应产生气泡,而铜丝无明显现象,说明镁的活动性强于氢、铜的活动性弱于氢;图甲②中镁条表面析出紫红色铜,而银丝无明显现象,说明镁的活动性强于铜、铜的活动性强于银。图乙①中R丝能与剩余的稀硫酸反应产生气泡,说明R的活动性强于氢;图乙②中原来镁条足量,充分反应后硫酸铜已被消耗,溶液中含有Mg2+,R丝无明显现象,说明镁的活动性强于R。综合可得四种金属的活动性由强到弱为Mg>R>Cu>Ag。
(3)在t2~t3时间内,反应不断进行,稀硫酸被持续消耗,溶液中酸的浓度逐渐减小,单位时间内有效碰撞次数减少,因此产生气体的反应速率逐渐减慢。
13.(2026·浙江杭州·二模)探究铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)三种金属的活动性强弱。已知铬能与稀硫酸反应生成蓝色硫酸亚铬(CrSO4)溶液及氢气。
(1)为一次性验证金属活动性为 Cr>Fe>Cu,下列试剂组合可行的是___________。
A.铁片、硫酸亚铬溶液、硫酸铜溶液
B.铬片、铜片、硫酸亚铁溶液
C.铬片、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液
D.铜片、硫酸亚铁溶液、硫酸亚铬溶液
(2)将一定量的铬粉和铁粉混合物,加入到硫酸铜溶液中,并借助传感器监测溶液中金属离子的变化。反应后微观模型中的“?”处应填写的数值是___________。
(3)若向反应后的混合液中加入过量的硫酸铜溶液,充分反应后,溶液中一定存在的金属阳离子有___________(填写离子符号)。
(4)小科尝试自己制备实验所需的硫酸亚铬(CrSO4)溶液。她将5.2g的纯铬粉完全溶于足量的稀硫酸中,请计算理论上能产生氢气的质量是多少?(请写出计算过程)
【答案】(1)AB
(2)80
(3)Cu2+、Fe2+、Cr2+
(4)设理论上能产生氢气的质量为x
解得x=0.2g
答:理论上能产生氢气的质量是0.2g。
【详解】(1)A.铁能硫酸铜反应,说明铁>铜,铁不能与硫酸亚铬溶液反应,说明铬>铁,从而证明铬>铁>铜,故A符合题意;
B.铬片能与硫酸亚铁溶液反应,说明铬>铁,铜片不能与硫酸亚铁溶液反应,说明铁>铜,从而证明铬>铁>铜,故B符合题意;
C.铬片与硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液都反应,说明铬>铁,铬>铜,但不能比较铁、铜的活动性大小,故C不符合题意;
D.铜片与硫酸亚铬溶液、硫酸亚铁溶液都不反应,说明了铬、铁的活动性大于铜,但不能比较铬、铁的活动性大小,故D不符合题意。
故选AB。
(2)反应后Cr原子的个数为100,反应中铬原子转化为亚铬离子,所以亚铬离子的个数为100-20=80。
(3)金属活动性Cr>Fe>Cu,向反应后的混合物中添加过量的硫酸铜溶液,先与铬反应生成硫酸亚铬和铜,后与铁反应生成硫酸亚铁和铜,反应结束后液中一定存在硫酸亚铬、硫酸亚铁和过量的硫酸铜,所以金属离子是Cr2+、Fe2+、Cu2+。
(4)见答案。
14.【实验情境】小义在验证Al、Cu、Ag三种金属活动性顺序时,制出了美丽的“金属树”。其方法为向两个放有宣纸的培养皿中分别滴入适量的CuSO4溶液、AgNO3溶液,再放入铝丝,一段时间后观察到的实验现象如图,下列说法错误的是( )
A.得到“铜树”后的溶液可能是无色的溶液
B.实验前需要打磨铝丝是为了除去表面致密的氧化膜
C.上述实验现象能得出Al、Cu、Ag三种金属的活动性顺序
D.得到“银树”反应的化学方程式为Al+3AgNO3=3Ag+Al(NO3)3
【答案】C
【详解】A.铝与硫酸铜反应生成铜和无色的硫酸铝溶液;若硫酸铜恰好或完全反应,所得溶液可能为无色,故A正确;
B.铝丝表面有致密的氧化膜,实验前打磨可除去氧化膜,使铝与溶液充分接触,故B正确;
C.实验只能说明铝的金属活动性强于铜和银,不能比较铜与银的金属活动性,故C错误;
D.铝与硝酸银反应的化学方程式为,故D正确。
由于题目要求选择错误的,故选C。
15.【数形分析】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所示。综合以上信息。得到以下结论,合理的是( )
A.从图像可以看出,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,二者得到的氢气质量相同
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,故A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,故正B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,故C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,故D错误。
故选B。
16.【优先反应】将一定量铁粉加入含有和两种溶质的溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是( )
A.若滤液中有,则滤渣中一定没有、
B.若滤渣成分为、、,则滤液中溶质只有一种
C.若滤渣成分为、,则滤液中一定有
D.若滤液中有,则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生
【答案】B
【详解】
A.铁粉先与发生置换,生成硝酸亚铁溶质与单质银,若滤液中还有,则说明铁粉量不足,没有置换出铜,滤渣中一定有银,一定没有铜,故A错误;
B.若滤渣成分为、、,则说明铁粉过量,将铜和银全部置换,此时滤液中只有硝酸亚铁,故B正确;
C.若滤渣成分为、,说明铁粉将铜和银置换,生成硝酸亚铁,不是硝酸铁,故C错误;
D.若滤液中有,说明铁粉已将银全部置换,可能置换了铜,铁粉已用完,在滤渣中加入稀盐酸没有气泡产生,故D错误。
故选B。
17.【装置创新】(2026·浙江·一模)小科用如图所示装置探究金属活动性。将足量金属M加到Y型试管右管中,观察到溶液逐渐变蓝,充分反应后,倾倒Y型试管,使右管中溶液进入左管,观察到溶液蓝色变浅直至消失。下列说法正确的是( )
A.由右管反应现象可知金属M可能是铁
B.右管的反应过程中,溶液质量一定不变
C.左管反应结束后,左管中的固体仅有M
D.实验可得金属活动性顺序为:锌>M>银
【答案】D
【详解】A、由题干可知,溶液变为蓝色,说明含有铜离子,说明加入的金属是铜,故错误;
B、右管中铜和硝酸银反应,化学方程式为,在该化学反应中,参加反应铜的质量为64(进入溶液中),产生银的质量为216(从溶液中析出),溶液的质量变小了,故错误;
C、左管中锌和硝酸铜反应产生铜和硝酸锌,但加入的锌是过量的,则出铜外还有锌,故错误;
D、M加入到右管中,溶液变为蓝色,则M能置换银,反应后溶液倒入左管中,蓝色变浅,则锌能置换M,则属活动性顺序为:锌>M>银,故正确。
故选D。
18.【数据实证】(24-25九年级上·浙江宁波·期中)已知氯化铁溶液有如下性质:和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜:和铁反应生成氯化亚铁。请根据上述信息完成下列问题,现有一包铁粉和铜粉混合物,为确定其组成将不同质量的样品分别放入溶液中(其他用品略),实验数据记录如下
组别
①
②
③
④
溶液中的质量(g)
65
65
65
65
混合粉末质量/g
6
13.2
24
36
反应后剩余固体质量/g
0
1.28
12.8
24.8
下列结论错误的是( )
A.第①组:反应后溶液中含有32.5克
B.第②组:在反应后溶液中放入一根铁丝,铁钉表面析出红色固体
C.第③组:剩余固体中滴加盐酸会产生气泡
D.第④组:剩余固体中铁与铜原子个数之比为
【答案】C
【详解】③④固体减少质量相等,说明:65g氯化铁溶液最多只能溶解固体11.2g;③④中已经完全反应,粉末过量。①粉末6g全部溶解,氯化铁过量;②粉末部分溶解,氯化铁接近耗尽。
设混合物中Fe质量分数为x,铜为1-x。铁相对原子质量56,铜64。
根据方程式,每56g Fe 反应,固体减少 56g;,每64gCu 反应,固体减少64g。
A.第①组,6g混合粉末完全溶解,过量,65g氯化铁,溶质质量 32.5g。①中粉末全部反应,还有剩余,溶液含有未反应的氯化铁,故不符合题意。
B.第②组反应后还有生成(铜参与了反应,部分铜变成氯化铜)。加入铁丝:铁钉表面析出红色Cu固体。不符合题意。
C.第③组:加入24g混合粉末。65g最多溶解固体11.2g。铁优先反应,24g样品里面所有的铁已经被氯化铁完全消耗完毕,之后只溶解一部分铜,剩余固体只有Cu。剩余固体只有铜,Cu不和稀盐酸反应,滴加盐酸没有气泡。所以C错误,符合题意。
D.第④组36g粉末;只和一部分铁反应,铜完全没参与反应。由第②组13.2g样品,剩余固体全部是Cu为1.28g,即13.2g混合物含Cu1.28g。36g混合物总铜质量,36g混合物总铁质量,被氯化铁反应掉的铁为11.2g,剩余的铁质量为,原子个数比=,计算可得为,不符合题意。
故选C。
19.【守恒推理】(24-25九年级上·浙江宁波·期中)向一定质量的和混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量为b克。下列分析有错误的是________。
①若,滤液中一定没有
②若,滤液中一定有、和,可能有
③若,向滤渣中加稀盐酸,不可能有气泡产生
④若,且忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定<原混合溶液溶质的质量
【答案】①③
【详解】根据金属活动性顺序,加入Zn、Fe混合物,反应先后顺序:
金属锌先置换硝酸铜,每65份Zn反应,析出64份Cu,固体质量减小。
锌消耗完,才轮到铁反应,每56份Fe反应,析出64份Cu,固体质量增大
①若结果,固体总质量减小,说明一定发生了Zn置换Cu(使固体减重),铁粉也可能反应,使增重质量小于减重质量,滤液中可能有,符合题意
②若,固体总质量不变。可以是:Zn置换 Cu(固体减重),铁部分反应或全部反应,增重与减重刚好抵消,则滤液中一定有、和,可能有,不符合题意。
③若固体质量增大,锌和硝酸铜反应导致的固体质量减小幅度大于铁和硝酸铜反应导致的固体质量增大,向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生。符合题意。
④若,锌和硝酸铜反应导致的固体质量减小幅度大于铁和硝酸铜反应导致的固体质量增大,且忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定<原混合溶液溶质的质量,不符合题意。
20.【流程回收】(25-26九年级上·浙江绍兴·期末)我国每年报废的手机超过1亿部,若不进行有效回收利用,会造成巨大的浪费和污染。某种手机电路板中含有以下金属:Sn、Pb、Fe、Cu、Au、Ag、Ni(镍)、Pd(钯)。如图是某工厂回收其中部分金属的流程图(图中各反应均恰好完全反应)(已知2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O)
(1)步骤②中产生的气体是_______,滤渣2中含有的金属是_______(写化学式)
(2)步骤⑤反应的化学方程式__________________________________________。
(3)金属Fe、Ni、Pd在溶液中的活动性由强到弱的顺序依次是_______。
【答案】(1) 氢气/H2 Sn、Ni、Pb
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)Fe、Ni、Pd
【分析】根据金属板加入足量的稀硫酸得到滤渣1和滤液1,滤渣1中加入稀硫酸、氧气控制温度加热,得到银、金、钯和滤液3,滤液3中加入铁粉会生成红色固体A,则A是铜,滤渣1中含有银、金、钯、铜,滤液3是硫酸铜溶液,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,滤液4是硫酸亚铁溶液,则铁、锡、铅、镍排在氢之前,都能与稀硫酸反应,形成滤液1,滤液1中加铁得到硫酸亚铁和滤渣2,滤渣2中是锡(Sn)、镍(Ni)、铅(Pb)。
【详解】(1)步骤②中排在H前面的金属发生金属与酸的置换反应,生成氢气。由上述分析可知,滤渣2中含Sn、Ni、Pb。
(2)步骤⑤的反应是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。
(3)由流程可知,Pb与稀硫酸不反应,Fe、Ni均与稀硫酸反应,步骤③中铁粉与含镍化合物反应是铁和硫酸镍反应生成镍和硫酸亚铁,说明铁(Fe)的活动性强于镍(Ni),则金属Fe、Ni、Pd在溶液中的活动性由强到弱的顺序依次为Fe、Ni、Pd。
21.【变量控制】(25-26九年级上·浙江杭州·期中)锰钢(含Fe、Mn、C等)是具有优良金属性能的合金,在生产生活中有广泛的应用。
查阅文献得知:①锰是难溶于水的固体。②锰在水溶液中反应常显+2价,使溶液呈肉色。
兴趣小组同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,进行了如下探究。
(1)根据金属活动性顺序(Fe>Cu),对Mn的金属活动性提出了三种猜想:猜想I:Mn>Fe>Cu;猜想Ⅱ:Fe>Cu>Mn;猜想Ⅲ:______。
(2)初步探究
实验序号
操作
现象
结论
1
将三种打磨好、粗细质量相同的金属片,分别放入相同的稀硫酸中
放入铁片溶液呈浅绿色,放入锰片溶质为肉色,放入铜片溶液为无色
猜想______错误
2
将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中
___________
猜想I正确
(3)进一步探究:兴趣小组同学认为有不同的方法可以比较铁、锰的活动性,兴趣小组又进行了新的探究:在盐酸中加入铁或锰进行反应。实验结果记录如下表:
实验编号
盐酸的浓度(均取20毫升)
金属(均取2克)
金属的形状
收集50毫升氢气所需时间/秒
①
10%
锰
粉状
70
②
10%
铁
片状
120
③
20%
铁
片状
110
①依据以上实验结果能否推断出锰、铁活动性顺序?请判断并说明依据:______________________________。
【答案】(1)Fe>Mn>Cu
(2) Ⅱ 锰片表面析出黑色固体,溶液由浅绿色逐渐变为肉色
(3)不能,实验没有控制金属的形状(接触面积)相同,变量不唯一
【详解】(1)已知金属活动性Fe>Cu,对Mn的位置排序共有三种可能,已经给出Mn活动性强于Fe、Mn活动性弱于Cu两种猜想,第三种就是Mn活动性介于Fe和Cu之间,即Fe>Mn>Cu。
(2)实验1中Mn能和稀硫酸反应得到盐溶液,说明Mn活动性排在氢前,而Cu排在氢后,猜想Ⅱ认为Fe>Cu>Mn(Mn活动性弱于Cu),因此猜想Ⅱ错误。
若猜想I(Mn>Fe>Cu)正确,Mn能置换出硫酸亚铁中的铁,因此现象为:锰片表面析出黑色的铁,溶液由浅绿色(亚铁离子的颜色)变为锰离子对应的肉色。
(3)比较金属活动性通过反应速率判断时,需要控制所有无关变量一致。本实验中锰是粉末状、铁是片状,二者与酸的接触面积不同,接触面积也会影响反应速率,因此无法确定反应速率更快的原因是活动性更强,故不能推断二者活动性顺序。
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