1.2-2金属的化学性质-金属与某些盐溶液的反应 金属的活动性顺序-2026-2027学年九年级科学下册同步精讲精练(新教材,浙教版)
2026-10-16
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内容正文:
第1章 材料及其利用
第2节 金属的化学性质
课时2 金属与某些盐溶液的反应 金属的活动性顺序
◆网络构建
◆课本导学
一、金属与某些盐溶液的反应
二、金属的活动性顺序
◆解题突破
题型 判断金属的活动性顺序
◆基础训练
考点1 金属与某些盐溶液的反应
考点2 金属的活动性顺序
易错点 不明确金属活动性顺序的实验验证方法导致错误
◆强化训练
一、金属与某些盐溶液的反应
1.探究锌、铝与硫酸铜、氯化钠的反应
实验
现象
结论
化学方程式
将锌片浸入硫酸铜溶液中
锌片表面迅速析出红色固体(铜单质);蓝色硫酸铜溶液逐渐变浅,最终变为无色
锌可从铜盐溶液中置换出铜,属于置换反应
Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4
将铝丝浸入硫酸铜溶液中
打磨去除氧化膜的铝丝表面很快附着大量红色固体;
蓝色溶液慢慢褪色变为无色
铝可置换硫酸铜溶液中的铜
Al+3CuSO4===3Cu+Al2(SO4)3
将锌片浸入氯化钠溶液中
无明显可见现象:锌片无固体析出、无气泡、溶液颜色不变。
锌片、铝丝不与钠盐发生反应
——
将铝丝浸入氯化钠溶液中
——
2.金属活动性比较
Zn、Al均可置换可溶性铜盐中的Cu,不能置换钠盐中的Na,由此推得,Zn、Al的化学活动性比Cu强。同理可推得,Zn、Al的化学活动性比Na弱。
二、金属的活动性顺序
1.金属的活动性比较
比较铁与铜、铜与银的金属活动性(教材第13页探究实践)
实验步骤
实验现象
化学方程式
实验结论
将一段洁净的(经过除油、除锈处理)铁丝浸入盛有硫酸铜溶液的试管
铁丝表面有红色物质生成,蓝色溶液逐渐变为浅绿色
Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
铁与硫酸铜溶液反应,将铜从硫酸铜溶液中置换出来(铜不能把铁从硫酸亚铁溶液中置换出来)
金属活动性顺序:Fe>Cu
将一段洁净的(经过除油、除锈处理)铜丝浸入盛有硝酸银溶液的试管里
铜丝表面有银白色物质生成,溶液由无色逐渐变为蓝色
Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2
铜能把银从硝酸银溶液中置换出来,铜与银的化学活动性为Cu>Ag
通过前述实验,能得出铝、铁、铜、银的金属活动性顺序:Al>Fe>Cu>Ag。
【名师讲解】(1)铁与酸或其他金属的化合物溶液反应后,溶液通常显什么颜色?原因是什么?铜和其他金属的化合物溶液反应后,溶液通常显什么颜色?原因是什么?
(2)观察涉及的化学方程式,能发现什么特点?它们属于什么基本化学反应类型?
(3)鉴别真假黄金的第3种化学方法
取样品适量置于硝酸银溶液中,若样品表面出现一层银白色物质,则为假黄金,如无明显变化,则为真黄金。假黄金(铜锌合金)中的锌、铜均可与硝酸银发生反应生成银,使其表面覆盖一层银白色物质。真黄金的金不会与硝酸银反应,无明显现象。
【例1】《梦溪笔谈》中有记载:“信州铅山县有苦泉,流以为涧,挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜;熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”请写出“熬胆矾、铁釜,久之亦化为铜”涉及的化学原理:____________(用化学方程式表示),该反应属于_______(填基本反应类型)。久之,铁釜质量_______(填“增大”或“减小”)。
【答案】Fe +CuSO4===FeSO4 +Cu 置换反应 增大
【解析】胆矾为五水硫酸铜(CuSO4·5H2O),铁釜中含铁单质,“熬胆矾”过程中,铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。该反应为一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,该反应属于置换反应。根据化学方程式可知,每56份质量的铁会置换出64份质量的铜,故久之铁釜质量增加。
2.金属活动性顺序
(1)经过许多实验探究,人们总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序
(2)金属活动性顺序的判定依据
(3)金属活动性顺序说明前面知识点学习的金属两条化学性质:
①某些金属+酸→盐+氢气;
②活动性强的金属+盐→活动性弱的金属+另一种盐
(4)应用:金属活动性顺序可以帮助我们判断金属与酸、金属与盐的化学反应能否发生。可以用活动性较强的金属来制备活动性较弱的金属,如湿法炼铜等。可以用来选择制取氢气的金属。
【科学技术】湿法炼铜
先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜,再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来,此过程中金属铁失去电子的能力比铜强,变成亚铁离子进入溶液,而铜离子得到电子变成了金属铜。反应的化学方程式为Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
【例2】有X、Y、Z三种金属,X在常温下就能与氧气反应,Y、Z在常温下几乎不与氧气反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Z表面有银析出,而Y没有变化,根据以上实验事实,判断X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y
C.Y>X>Z D.Y>Z>X
【答案】B
【解析】X、Y、Z三种金属,X在常温下就能与氧气反应,Y、Z在常温下几乎不与氧气反应,说明X的金属活动性比Y、Z强;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Z表面有银析出,而Y没有变化,说明Z的金属活动性比银强,Y的金属活动性比银弱,即Z>Ag>Y,则X、Y和Z的金属活动性顺序为X>Z>Y。
3.判断金属活动性强弱的常见方法
(1)通过金属与O2反应的难易程度进行判断
(2)相同条件下,通过金属与稀盐酸或稀硫酸能否反应进行判断
(3)通过金属与另一种金属化合物溶液的反应情况进行判断(K、Ca、Na除外)
4.【拓展】验证金属活动性强弱的实验设计方法
两种金属
设计思路
金属与金属化合物溶液反应(K、Ca、Na除外)
金属与酸反应(两种金属均为氢后金属,不能用此法)
方案设计
将金属A加入金属B化合物溶液中
将两种金属分别加入等体积、等浓度的稀盐酸(或稀硫酸)中
以Zn、Cu为例
具体操作
将锌片加入硫酸铜溶液中
将锌片、铜片分别插入等体积、等浓度的稀硫酸中
现象
锌片表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为无色
锌片表面有气泡产生,铜片表面无明显现象
结论
金属活动性:Zn>Cu
三种
金属
设计思路
两金夹一液
两液夹一金(K、Ca、Na除外)
方案设计
将活动性位于两端的金属分别加入中间金属的化合物溶液中
将活动性位于中间的金属分别加入位于两端的金属的化合物溶液中
以Fe、Cu、Ag为例
具体操作
将铁片、银片分别加入硫酸铜溶液中
将铜片分别插入硫酸亚铁、硝酸银溶液中
现象
锌片表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色;银片表面无明显现象
硫酸亚铁溶液中无明显现象;硝酸银溶液中铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色
结论
金属活动性:Fe>Cu>Ag
【例3】项目式学习小组的同学设计下列实验方案验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序,可行的是( )
A.将Fe、Cu、Ag分别加入稀硫酸中
B.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中
C.将Cu分别加入FeSO4溶液、AgNO3溶液中
D.将Cu、Ag分别加入FeSO4溶液中
【答案】C
【解析】将Fe、Cu、Ag分别加入稀硫酸中,铜、银都不能与稀硫酸反应,不能比较铜、银的金属活动性,故A不可行;将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中,铁、铜均能置换出溶液中的银,说明了活动性铁>银,铜>银,但无法确定铁、铜的金属活动性强弱,故B不可行;将Cu分别加入FeSO4溶液、AgNO3溶液中,铜不能置换出溶液中的铁,说明了活动性铁>铜,铜能置换出溶液中的银,说明了活动性铜>银,可得出三种金属的活动性顺序是铁>铜>银,故C可行;将Cu、Ag分别加入FeSO4溶液中,铜、银均不能置换出溶液中的铁,说明了活动性铁>铜,铁>银,但无法确定银和铜的金属活动性强弱,故D不可行。
【拓展延伸】化学反应中的电子转移
把金属锌放入硫酸铜溶液中,可发现银白色的金属锌表面镀上了一层紫红色的铜。在这个化学反应中,金属锌失去电子(电子用e⁻表示)变成锌离子进入溶液,而铜离子得到电子变成了金属铜。上述反应的过程实际上是电子转移的过程,可以表示为:
在这个实验中,金属锌失电子的能力比铜强,或者说铜离子得电子的能力比锌离子强,反应就发生了。因此,金属活动性顺序在某种意义上也表示了金属得失电子能力的强弱。
解题突破
◆题型 判断金属的活动性顺序
【例1】有、、三种金属片,分别放入稀硫酸中,、表面有气泡产生,没有明显现象;放入溶液中,没有明显现象。判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A. B. C. D.
【方法点拨】金属活动性强弱的判断方法
1.根据金属能否与稀盐酸或稀硫酸反应进行判断。
2.根据金属与等质量、等浓度的酸反应的剧烈程度或产生气泡的速度进行判断。
3.根据一种金属与另一种金属的盐溶液能否发生置换反应进行判断。
【答案】B
【解析】
考点1 金属与某些盐溶液的反应
1.【2026浙江温州期中】"水中银树"是一个经典的科学趣味实验。将打磨过的铜丝浸入硝酸银溶液中,一段时间后铜丝表面会"生长"出美丽的银白色树状晶体,同时溶液由无色变为蓝色,下列关于"水中银树"实验的说法正确的是( )
A.实验前要打磨铜丝,目的是去除表面的氧化铜
B."银树"是硝酸银结晶析出形成的
C.该反应说明铜的金属活动性比银弱
D.溶液变蓝是因为铜丝溶解在水中
【答案】A
【解析】实验前打磨铜丝,目的是去除表面的氧化铜等杂质,使铜能与硝酸银溶液充分反应,A正确。"银树"是铜与硝酸银反应生成的银单质,不是硝酸银结晶析出形成的,B错误。在金属活动性顺序中,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液里置换出来;该反应中铜能置换出银,说明铜的金属活动性比银强,C错误。溶液变蓝是因为铜与硝酸银反应生成了硝酸铜,硝酸铜溶液呈蓝色,不是铜丝溶解在水中,D错误。
2.【2026河南洛阳模拟】在铝基电路板表面镀铜可提升导电性,某工厂利用和溶液的反应实现该工艺。
(1)将铝片浸入硫酸铜溶液中,未观察到明显现象,请从铝的性质角度分析原因:________
____________________________________________________________。
(2)对铝片进行打磨后,成功在其表面镀上一层红色物质,写出该反应的化学方程式:____________________________。
【答案】(1)铝易与氧气反应,生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝与硫酸铜溶液反应。
(2)
【解析】(1)铝在空气中易与氧气反应,在表面生成一层致密的氧化铝薄膜,这层薄膜与硫酸铜溶液接触,阻止铝和硫酸铜反应,所以无明显现象。
(2)打磨后铝片表面的氧化铝薄膜被除去,铝和硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸铝,化学方程式为。
考点2 金属的活动性顺序
3.【2026浙江台州期末】图甲为烧烤用的"金属纸",其主要成分是铝()或锡()中的一种。为了鉴定这张"金属纸"的成分,根据图乙,选用下列哪种物质是可行的( )
甲 乙
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】C
【解析】由于金属活动性:Sn<Al,Al不能置换出AlCl3中的Al,Sn也不能置换出AlCl3中的Al,所以两者都不与AlCl3反应,无法鉴别,A错误;Al和Sn的金属活动性均弱于Mg,Al和Sn均不能置换出MgCl2中的Mg,无现象差异,无法鉴别,B错误;由于金属活动性:Al>Fe,Al能置换出FeSO4中的Fe,观察到溶液绿色褪去,又由于金属活动性:Sn<Fe,Sn不能置换出FeSO4中的Fe,现象不同,可鉴别,C正确;Al和Sn的金属活动性均强于Ag,Al和Sn均能置换出AgNO3中的Ag,都会生成银白色固体,现象相同,无法鉴别,D错误。
4.【2026浙江湖州期中】有、、三种金属,将、和分别浸入稀盐酸中,只有表面产生气泡。将浸入的硝酸盐溶液中,在的表面有析出。则、、三种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A.、、 B.、、 C.、、 D.、、
【答案】C
【解析】由题意可知,将、和分别浸入稀盐酸中,只有表面产生气泡,说明在金属活动性顺序中排在氢前,、排在氢后;把浸入的硝酸盐溶液中,表面析出,可知的金属活动性比强。故三种金属的活动性顺序为。故选C。
5.【2026浙江绍兴期中】钪元素符号为,相对原子质量为45,金属活动性在镁和铝之间,主要化合价为+3。如图,相同条件下取等质量的金属钪和锌,分别与等质量同浓度的稀硫酸、溶液反应。下列现象中错误的是( )
① ② ③ ④
A.试管①产生气泡速率大于试管②
B.反应结束后试管①②中物质的质量都减小
C.试管③④中都出现红色固体
D.反应结束后试管③④中的固体质量都增大
【答案】D
【解析】根据题意可知,钪的金属活动性弱于镁而强于铝,则在金属活动性顺序中排在锌前面,故钪与稀硫酸反应比锌与稀硫酸反应剧烈,试管①产生气泡速率大于试管②,A正确;钪和锌均能与稀硫酸反应,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,试管①②不是密闭装置,反应中产生的氢气从装置内逸出,故反应后试管①②中物质的质量都减小,B正确;根据题意可知,钪的金属活动性弱于镁而强于铝,因此在金属活动性顺序中排在铜前,锌也排在铜前,钪与锌都会与硫酸铜溶液反应生成铜单质,反应现象均为出现红色固体,C正确;根据题意可知,钪与硫酸铜反应生成硫酸钪和铜,锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,由
65 64
90 192
可知,试管③中固体质量增大,试管④中固体质量减小,D错误。
易错点 不明确金属活动性顺序的实验验证方法导致错误
6.【2026浙江温州质检】某同学设计了四种方案比较铁与铜金属活动性强弱。其中不能得出结论的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁能置换出铜,说明铁的金属活动性强于铜,A不符合题意。铜和硫酸亚铁不反应,铜不能置换出铁,说明铁的金属活动性强于铜,B不符合题意。铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,铜不能和稀盐酸反应,说明在金属活动性顺序中,铁排在氢前,铜排在氢后,则铁的金属活动性强于铜,C不符合题意。铁和铜都不能和硫酸锌反应,说明锌的金属活动性强于铁、铜,不能比较铁和铜的金属活动性强弱,D符合题意。
【易错警示】做这类题要分析每个实验能推出的结论,再判断能否形成有效对比;同时学会规避无效实验设计,避免选用与两种金属都无法反应的盐溶液开展活动性对比实验。
1.【2026广东揭阳模拟】甲、乙、丙三种金属单质之间的转化关系如图所示("→"表示反应能一步实现,部分物质和反应条件已省略),下列说法正确的是( )
A.三种金属的活动性顺序为甲>丙>乙
B.若甲是铜,乙和丙分别可以是铁和银
C.图中涉及的反应可能均属于置换反应
D.三种金属均不能与稀盐酸反应
【答案】C
【解析】A.活动性强的金属可将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来,由转化关系:乙能生成丙和甲、丙能生成甲,可知金属活动性顺序为乙>丙>甲,A错误。B.若甲为铜,丙为银,银的金属活动性弱于铜,无法一步反应生成铜,不符合丙→甲的转化关系,B错误。C.图中转化均为金属单质生成另一种金属单质,都可符合置换反应"单质+化合物→新单质+新化合物"的特征,可能均属于置换反应,C正确。D.若乙、丙为氢前金属(如铁、锌),则可与稀盐酸发生反应,D错误。
【关键点拨】读图重点抓三条箭头走向:乙、丙分别指向甲,说明乙、丙的金属活动性强于甲;乙指向丙,说明乙的金属活动性强于丙,由此得到金属活动性:乙>丙>甲;再根据这个顺序逐一核对四个选项的表述、物质设定、反应类型是否正确。
2.【2025浙江湖州质检】为比较金属M与Fe、Zn的金属活动性强弱,实验小组设计了如图装置。待甲中充分反应后打开K₁,液体全部进入乙中,乙中无明显现象,打开K₂,使乙中溶液全部进入丙中,Zn片表面有银白色固体析出(金属片均足量)。下列有关说法正确的是( )
A.甲中反应后得到黄色溶液
B.丙中反应后溶液质量增大
C.三种金属的活动性顺序为Zn>M>Fe
D.将M片和Zn片互换位置仍能达到实验目的
【答案】B
【解析】甲中铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氯化亚铁溶液为浅绿色,所以溶液由无色变为浅绿色,A错误;丙中锌与氯化亚铁反应生成铁和氯化锌,根据反应的化学方程式及物质间的质量关系可知,反应后溶液的质量增大,B正确;乙中无明显现象,说明M不与氯化亚铁反应,M的金属活动性比Fe弱,所以三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>M,C错误;将M片与Zn片互换位置,只能得到Zn的金属活动性比M、Fe强的结论,不能比较M与Fe的金属活动性强弱,D错误。
【易错警示】验证三种金属的活动性顺序的一般方法:(1)"两金夹一盐",选用三种金属中金属活动性位于两端的金属单质,以及金属活动性介于两种金属之间的金属的盐溶液进行实验。根据两种金属单质与盐溶液反应的情况判断。(2)"两盐夹一金",选用三种金属中金属活动性位于中间的金属单质,以及另外两种金属的盐溶液进行实验。根据金属单质分别与另外两种盐溶液反应的情况判断。
3.【2026浙江金华期中】将一定量的锌和金属R的混合粉末加入一定量的氯化铜溶液中,溶液质量随时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.金属活动性:锌<R
B.a点时,固体只有金属Cu
C.反应结束后过滤,滤渣中一定有Cu,可能有锌和R
D.反应结束后过滤,若向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,则滤液不一定为无色
【答案】D
【解析】由图像可知,溶液质量先变大后减小,之后不变。将锌和金属R混合粉末加入一定量的氯化铜溶液中,锌的金属活动性比铜强,锌和氯化铜反应生成氯化锌和铜,反应的化学方程式为Zn+CuCl₂=ZnCl₂+Cu,质量关系为每65份质量的锌置换出64份质量的铜,固体质量减小,溶质由氯化铜变为氯化锌,溶液质量变大,对应溶液质量上升的部分,则R和氯化铜反应后,溶液质量减小,对应溶液质量下降的部分。由上述分析可知,氯化铜先和锌反应,待锌完全反应后,再与R反应,根据"远距离、先置换"可知,三种金属活动性:Zn>R>Cu,A错误。a点时,锌已完全反应,氯化铜与R反应生成铜,R未完全反应,固体中有金属Cu和R,B错误。锌和氯化铜发生了反应,因此滤渣中一定有铜;锌完全反应后,氯化铜才能和R反应,因此锌没有剩余,R可能剩余,C错误。三种金属活动性:Zn>R>Cu,假如R是铁,铁与稀硫酸反应产生H₂,有气泡生成,铁与氯化铜反应生成氯化亚铁,氯化亚铁溶液是浅绿色的,D正确。
4.【2026浙江舟山模拟】在培养皿中放入用金属盐溶液润湿的滤纸,将金属片放在滤纸上,观察到置换出的金属沿着滤纸像树枝一样"生长",得到形态优美的"金属树"。小科同学进行了如下实验。
(1)实验B中有"铜树"生成,产生"铜树"的原理是___________________________(用化学方程式表示)。
(2)若要验证锌、铁、铜三种金属的活动性顺序,还需补充一组实验:__________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________(写一种即可,合理即可)。
(3)实验中能观察到,金属树"生长"的微观本质是金属活动性强的金属原子_________(填"得到"或"失去")电子变成阳离子,溶液中的金属阳离子转化为金属原子。
【答案】(1) Zn+Cu(NO₃)₂===Zn(NO₃)₂+Cu (2)将铁片放入Cu(NO₃)₂溶液中,析出红色固体,溶液由蓝色变成浅绿色,说明铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,证明金属活动性: Fe>Cu (3)失去
【解析】(1)实验B中有"铜树"生成,产生"铜树"的原理是锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。
(2)题图实验中,锌和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,说明锌的金属活动性比铁和铜都强,但不能比较铁和铜的金属活动性顺序,需补充证明铁和铜金属活动性顺序的实验方案。
(3)金属活动性强的金属原子在置换反应中会失去电子变成阳离子,而溶液中的金属阳离子得到电子转化为金属原子,从而形成"金属树"。
5.【2025浙江杭州质检】某兴趣小组利用废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Ag)探究相关物质的性质并回收镍,设计流程如图所示(部分产物略去)。
查阅资料:H₂O₂溶液可将Fe²⁺转化为Fe³⁺。
(1)步骤Ⅰ的操作为_________。
(2)滤渣①的成分为_________。
(3)该流程中,有单质Fe参与的反应的化学方程式为_________________________(任写一个)。
(4)Ni、Fe、Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序为__________。
【答案】(1)过滤 (2) Ag (3)Fe+H₂SO₄===FeSO₄+H₂↑或Fe+NiSO₄===FeSO₄+Ni (4)Fe>Ni>Ag
【解析】(1)步骤Ⅰ得到的是滤渣和滤液,故步骤Ⅰ的操作是过滤。
(2)废镍材料里含有金属Ni及少量Fe、Ag,加入过量稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,滤液①中有Ni²⁺,说明Ni与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气,在金属活动性顺序中,银排在氢的后面,不与稀硫酸反应,故得到的滤渣①的成分是银。
(3)在步骤Ⅰ中,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,在步骤Ⅳ中,向滤液②中加入适量铁粉得到了镍,说明铁能与硫酸镍反应生成硫酸亚铁和镍。
(4)根据流程图可以推断出Ni、Fe、Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序为Fe>Ni>Ag。
关键点拨:顺着箭头拆解流程:步骤Ⅰ加过量稀硫酸溶解金属,固液分离;步骤Ⅱ加过氧化氢溶液,氧化亚铁离子;步骤Ⅲ调节pH,沉淀铁元素;步骤Ⅳ用铁粉置换出镍。抓住每一步的物质变化,理清杂质与目标物质的分离路径。
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第1章 材料及其利用
第2节 金属的化学性质
课时2 金属与某些盐溶液的反应 金属的活动性顺序
◆网络构建
◆课本导学
一、金属与某些盐溶液的反应
二、金属的活动性顺序
◆解题突破
题型 判断金属的活动性顺序
◆基础训练
考点1 金属与某些盐溶液的反应
考点2 金属的活动性顺序
易错点 不明确金属活动性顺序的实验验证方法导致错误
◆强化训练
一、金属与某些盐溶液的反应
1.探究锌、铝与硫酸铜、氯化钠的反应
实验
现象
结论
化学方程式
将锌片浸入硫酸铜溶液中
锌片表面迅速析出红色固体(铜单质);蓝色硫酸铜溶液逐渐变浅,最终变为无色
锌可从铜盐溶液中置换出铜,属于置换反应
Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4
将铝丝浸入硫酸铜溶液中
打磨去除氧化膜的铝丝表面很快附着大量红色固体;
蓝色溶液慢慢褪色变为无色
铝可置换硫酸铜溶液中的铜
Al+3CuSO4===3Cu+Al2(SO4)3
将锌片浸入氯化钠溶液中
无明显可见现象:锌片无固体析出、无气泡、溶液颜色不变。
锌片、铝丝不与钠盐发生反应
——
将铝丝浸入氯化钠溶液中
——
2.金属活动性比较
Zn、Al均可置换可溶性铜盐中的Cu,不能置换钠盐中的Na,由此推得,Zn、Al的化学活动性比Cu强。同理可推得,Zn、Al的化学活动性比Na弱。
二、金属的活动性顺序
1.金属的活动性比较
比较铁与铜、铜与银的金属活动性(教材第13页探究实践)
实验步骤
实验现象
化学方程式
实验结论
将一段洁净的(经过除油、除锈处理)铁丝浸入盛有硫酸铜溶液的试管
铁丝表面有红色物质生成,蓝色溶液逐渐变为浅绿色
Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
铁与硫酸铜溶液反应,将铜从硫酸铜溶液中置换出来(铜不能把铁从硫酸亚铁溶液中置换出来)
金属活动性顺序:Fe>Cu
将一段洁净的(经过除油、除锈处理)铜丝浸入盛有硝酸银溶液的试管里
铜丝表面有银白色物质生成,溶液由无色逐渐变为蓝色
Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2
铜能把银从硝酸银溶液中置换出来,铜与银的化学活动性为Cu>Ag
通过前述实验,能得出铝、铁、铜、银的金属活动性顺序:Al>Fe>Cu>Ag。
【名师讲解】(1)铁与酸或其他金属的化合物溶液反应后,溶液通常显什么颜色?原因是什么?铜和其他金属的化合物溶液反应后,溶液通常显什么颜色?原因是什么?
(2)观察涉及的化学方程式,能发现什么特点?它们属于什么基本化学反应类型?
(3)鉴别真假黄金的第3种化学方法
取样品适量置于硝酸银溶液中,若样品表面出现一层银白色物质,则为假黄金,如无明显变化,则为真黄金。假黄金(铜锌合金)中的锌、铜均可与硝酸银发生反应生成银,使其表面覆盖一层银白色物质。真黄金的金不会与硝酸银反应,无明显现象。
【例1】《梦溪笔谈》中有记载:“信州铅山县有苦泉,流以为涧,挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜;熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”请写出“熬胆矾、铁釜,久之亦化为铜”涉及的化学原理:____________(用化学方程式表示),该反应属于_______(填基本反应类型)。久之,铁釜质量_______(填“增大”或“减小”)。
2.金属活动性顺序
(1)经过许多实验探究,人们总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序
(2)金属活动性顺序的判定依据
(3)金属活动性顺序说明前面知识点学习的金属两条化学性质:
①某些金属+酸→盐+氢气;
②活动性强的金属+盐→活动性弱的金属+另一种盐
(4)应用:金属活动性顺序可以帮助我们判断金属与酸、金属与盐的化学反应能否发生。可以用活动性较强的金属来制备活动性较弱的金属,如湿法炼铜等。可以用来选择制取氢气的金属。
【科学技术】湿法炼铜
先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜,再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来,此过程中金属铁失去电子的能力比铜强,变成亚铁离子进入溶液,而铜离子得到电子变成了金属铜。反应的化学方程式为Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
【例2】有X、Y、Z三种金属,X在常温下就能与氧气反应,Y、Z在常温下几乎不与氧气反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Z表面有银析出,而Y没有变化,根据以上实验事实,判断X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y
C.Y>X>Z D.Y>Z>X
3.判断金属活动性强弱的常见方法
(1)通过金属与O2反应的难易程度进行判断
(2)相同条件下,通过金属与稀盐酸或稀硫酸能否反应进行判断
(3)通过金属与另一种金属化合物溶液的反应情况进行判断(K、Ca、Na除外)
4.【拓展】验证金属活动性强弱的实验设计方法
两种金属
设计思路
金属与金属化合物溶液反应(K、Ca、Na除外)
金属与酸反应(两种金属均为氢后金属,不能用此法)
方案设计
将金属A加入金属B化合物溶液中
将两种金属分别加入等体积、等浓度的稀盐酸(或稀硫酸)中
以Zn、Cu为例
具体操作
将锌片加入硫酸铜溶液中
将锌片、铜片分别插入等体积、等浓度的稀硫酸中
现象
锌片表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为无色
锌片表面有气泡产生,铜片表面无明显现象
结论
金属活动性:Zn>Cu
三种
金属
设计思路
两金夹一液
两液夹一金(K、Ca、Na除外)
方案设计
将活动性位于分别加入中
将活动性位于分别加入位于中
以Fe、Cu、Ag为例
具体操作
将铁片、银片分别加入硫酸铜溶液中
将铜片分别插入硫酸亚铁、硝酸银溶液中
现象
锌片表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色;银片表面无明显现象
硫酸亚铁溶液中无明显现象;硝酸银溶液中铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色
结论
金属活动性:Fe>Cu>Ag
【例3】项目式学习小组的同学设计下列实验方案验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序,可行的是( )
A.将Fe、Cu、Ag分别加入稀硫酸中
B.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中
C.将Cu分别加入FeSO4溶液、AgNO3溶液中
D.将Cu、Ag分别加入FeSO4溶液中
【拓展延伸】化学反应中的电子转移
把金属锌放入硫酸铜溶液中,可发现银白色的金属锌表面镀上了一层紫红色的铜。在这个化学反应中,金属锌失去电子(电子用e⁻表示)变成锌离子进入溶液,而铜离子得到电子变成了金属铜。上述反应的过程实际上是电子转移的过程,可以表示为:
在这个实验中,金属锌失电子的能力比铜强,或者说铜离子得电子的能力比锌离子强,反应就发生了。因此,金属活动性顺序在某种意义上也表示了金属得失电子能力的强弱。
解题突破
◆题型 判断金属的活动性顺序
【例1】有、、三种金属片,分别放入稀硫酸中,、表面有气泡产生,没有明显现象;放入溶液中,没有明显现象。判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A. B. C. D.
【方法点拨】金属活动性强弱的判断方法
1.根据金属能否与稀盐酸或稀硫酸反应进行判断。
2.根据金属与等质量、等浓度的酸反应的剧烈程度或产生气泡的速度进行判断。
3.根据一种金属与另一种金属的盐溶液能否发生置换反应进行判断。
考点1 金属与某些盐溶液的反应
1.【2026浙江温州期中】"水中银树"是一个经典的科学趣味实验。将打磨过的铜丝浸入硝酸银溶液中,一段时间后铜丝表面会"生长"出美丽的银白色树状晶体,同时溶液由无色变为蓝色,下列关于"水中银树"实验的说法正确的是( )
A.实验前要打磨铜丝,目的是去除表面的氧化铜
B."银树"是硝酸银结晶析出形成的
C.该反应说明铜的金属活动性比银弱
D.溶液变蓝是因为铜丝溶解在水中
2.【2026河南洛阳模拟】在铝基电路板表面镀铜可提升导电性,某工厂利用和溶液的反应实现该工艺。
(1)将铝片浸入硫酸铜溶液中,未观察到明显现象,请从铝的性质角度分析原因:________
____________________________________________________________。
(2)对铝片进行打磨后,成功在其表面镀上一层红色物质,写出该反应的化学方程式:____________________________。
考点2 金属的活动性顺序
3.【2026浙江台州期末】图甲为烧烤用的"金属纸",其主要成分是铝()或锡()中的一种。为了鉴定这张"金属纸"的成分,根据图乙,选用下列哪种物质是可行的( )
甲 乙
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
4.【2026浙江湖州期中】有、、三种金属,将、和分别浸入稀盐酸中,只有表面产生气泡。将浸入的硝酸盐溶液中,在的表面有析出。则、、三种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A.、、 B.、、 C.、、 D.、、
5.【2026浙江绍兴期中】钪元素符号为,相对原子质量为45,金属活动性在镁和铝之间,主要化合价为+3。如图,相同条件下取等质量的金属钪和锌,分别与等质量同浓度的稀硫酸、溶液反应。下列现象中错误的是( )
① ② ③ ④
A.试管①产生气泡速率大于试管②
B.反应结束后试管①②中物质的质量都减小
C.试管③④中都出现红色固体
D.反应结束后试管③④中的固体质量都增大
易错点 不明确金属活动性顺序的实验验证方法导致错误
6.【2026浙江温州质检】某同学设计了四种方案比较铁与铜金属活动性强弱。其中不能得出结论的是( )
A. B. C. D.
【易错警示】做这类题要分析每个实验能推出的结论,再判断能否形成有效对比;同时学会规避无效实验设计,避免选用与两种金属都无法反应的盐溶液开展活动性对比实验。
1.【2026广东揭阳模拟】甲、乙、丙三种金属单质之间的转化关系如图所示("→"表示反应能一步实现,部分物质和反应条件已省略),下列说法正确的是( )
A.三种金属的活动性顺序为甲>丙>乙
B.若甲是铜,乙和丙分别可以是铁和银
C.图中涉及的反应可能均属于置换反应
D.三种金属均不能与稀盐酸反应
【关键点拨】读图重点抓三条箭头走向:乙、丙分别指向甲,说明乙、丙的金属活动性强于甲;乙指向丙,说明乙的金属活动性强于丙,由此得到金属活动性:乙>丙>甲;再根据这个顺序逐一核对四个选项的表述、物质设定、反应类型是否正确。
2.【2025浙江湖州质检】为比较金属M与Fe、Zn的金属活动性强弱,实验小组设计了如图装置。待甲中充分反应后打开K₁,液体全部进入乙中,乙中无明显现象,打开K₂,使乙中溶液全部进入丙中,Zn片表面有银白色固体析出(金属片均足量)。下列有关说法正确的是( )
A.甲中反应后得到黄色溶液
B.丙中反应后溶液质量增大
C.三种金属的活动性顺序为Zn>M>Fe
D.将M片和Zn片互换位置仍能达到实验目的
【易错警示】验证三种金属的活动性顺序的一般方法:(1)"两金夹一盐",选用三种金属中金属活动性位于两端的金属单质,以及金属活动性介于两种金属之间的金属的盐溶液进行实验。根据两种金属单质与盐溶液反应的情况判断。(2)"两盐夹一金",选用三种金属中金属活动性位于中间的金属单质,以及另外两种金属的盐溶液进行实验。根据金属单质分别与另外两种盐溶液反应的情况判断。
3.【2026浙江金华期中】将一定量的锌和金属R的混合粉末加入一定量的氯化铜溶液中,溶液质量随时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.金属活动性:锌<R
B.a点时,固体只有金属Cu
C.反应结束后过滤,滤渣中一定有Cu,可能有锌和R
D.反应结束后过滤,若向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,则滤液不一定为无色
4.【2026浙江舟山模拟】在培养皿中放入用金属盐溶液润湿的滤纸,将金属片放在滤纸上,观察到置换出的金属沿着滤纸像树枝一样"生长",得到形态优美的"金属树"。小科同学进行了如下实验。
(1)实验B中有"铜树"生成,产生"铜树"的原理是___________________________(用化学方程式表示)。
(2)若要验证锌、铁、铜三种金属的活动性顺序,还需补充一组实验:__________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________(写一种即可,合理即可)。
(3)实验中能观察到,金属树"生长"的微观本质是金属活动性强的金属原子_________(填"得到"或"失去")电子变成阳离子,溶液中的金属阳离子转化为金属原子。
5.【2025浙江杭州质检】某兴趣小组利用废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Ag)探究相关物质的性质并回收镍,设计流程如图所示(部分产物略去)。
查阅资料:H₂O₂溶液可将Fe²⁺转化为Fe³⁺。
(1)步骤Ⅰ的操作为_________。
(2)滤渣①的成分为_________。
(3)该流程中,有单质Fe参与的反应的化学方程式为_________________________(任写一个)。
(4)Ni、Fe、Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序为__________。
关键点拨:顺着箭头拆解流程:步骤Ⅰ加过量稀硫酸溶解金属,固液分离;步骤Ⅱ加过氧化氢溶液,氧化亚铁离子;步骤Ⅲ调节pH,沉淀铁元素;步骤Ⅳ用铁粉置换出镍。抓住每一步的物质变化,理清杂质与目标物质的分离路径。
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