内容正文:
第八单元
金属和金属材料
课题2 金属的化学性质
第2课时 金属活动性顺序
课标要点
1.通过实验探究认识金属活动性顺序。
熟记金属活动性顺序
能依据金属活动性顺序进行简单的判断和解释。
学习重难点
重点:
1. 金属活动性顺序的实验探究;
2. 金属活动性顺序的应用。
难点:
1.金属与盐溶液的反应;
2.金属活动性顺序的应用。
知识点 实验探究铝、铜、银的金属活动性顺序
1. 铝、铜、银三种金属活动性比较实验
实验
铝丝浸入硫酸铜溶液
铜丝浸入硝酸银溶液
铜丝浸入硫酸铝溶液
实验操作
将一根用砂纸打磨过的铝丝插入硫酸铜溶液中,一段时间后取出观察
将一根洁净的铜丝插入硝酸银溶液中,一段时间后取出,观察现象
将一根洁净的铜丝插入硫酸铝溶液中,一段时间后取出,观察现象
实验现象
铝表面有 产生,溶液由 。
铜表面有 产生,溶液由 。
无明显现象
化学方程式
实验分析
铝能置换出硫酸铜溶液中的铜
铜能置换出硝酸银溶液中的银
铜不能从硫酸铝溶液中置换出铝
实验结论
三种金属活动性由强到弱的顺序:铝>铜>银
特别提醒
铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁化合价为价。含有Fe2+的溶液为色
2. 归纳总结:通过 可以判断金属活动性的强弱。
3. 旧知识:
铁与硫酸铜溶液反应:
现象:铁钉放入硫酸铜溶液中,铁表面有 产生,溶液由 逐渐变为 。
化学方程式: 。
结论:铁的活动性比铜 。
教材延伸
1.砂纸打磨铝丝的目的:除去表面的致密的氧化铝薄膜。
随学随练
1.为了验证铝、铁、银三种金属的活动性顺序,小组同学设计如下四种方案,其中不合理的是
A. B. C. D.
2.金属活动性顺序应用广泛,下列实验方案不能验证铁、铜、银金属活动性强弱的是
A.铁、银分别放入硫酸铜溶液
B.铜放入硫酸亚铁和硝酸银溶液
C.铁、铜、银分别放入稀盐酸
D.铁放入氯化铜溶液,铜放入硝酸银溶液
知识点 金属活动性顺序(重点)
1. 常见金属在水溶液中的活动性顺序(重点必背):
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金
K Ca Na Sn Pb (H) Hg Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
教材延伸
金属活动性顺序的记忆:
(1)记忆方法:连同氢元素在内,五个一组:钾钙钠镁铝、锌铁锡铅(氢)、铜汞银铂金。
(2)谐音顺口溜记忆:嫁给那美女,身体细且轻,统共一百斤。
2. 金属活动性顺序的应用
利用金属活动性顺序可进行以下判断和预测:
(1)判断不同金属的活动性强弱:在金属活动性顺序中, 。
(2)判断金属能否与酸反应:在金属活动性顺序中,位于 。
(3)判断金属能否与金属化合物溶液反应:在金属活动性顺序中,位于
。
特别提醒
1.金属与酸反应的条件:
(1)只有氢之前的金属能置换酸中的氢;
(2)金属只能置换出稀盐酸和稀硫酸中的氢,浓硫酸和硝酸具有氧化性,与金属不发生置换反应;
2.金属与金属化合物溶液反应的条件:
(1)强换弱:只有前面的金属能把后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来,反过来不可以。
(2)盐要溶:金属化合物必须是溶液才能反应,固体不能用于和金属发生置换反应。
(3)钾钙钠要除外:K、Ca、Na太活泼,常温下和水反应,不能置换出金属化合物中的金属。
随学随练
1. 现有X、Y、Z三种金属,将X和Y分别放入稀硫酸中,只有X产生气泡。将Y和Z分别放入AgNO3溶液中,一段时间后,在Y的表面有固体析出,而Z没有变化。X、Y和Z的金属活动性顺序正确的是
A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Z>X>Y D.Z>Y>X
2. 为探究镍(Ni)、铁、铜的金属活动性顺序,兴趣小组的同学先利用金属与稀硫酸的反应进行了图1所示实验,发现只有一支试管中无气泡产生。于是又利用金属与盐溶液的反应设计了图2所示实验,其中X、Y选取合理的是
A.Fe、NiSO4 B.Ni、CuSO4 C.Ni、NiSO4 D.Fe、CuSO4
拓展 金属活动性的判断实验设计
1.两种金属活动性判断
(1)一种金属在氢前,一种金属在氢后
示例
比较Fe、Cu的金属活动性
方案
方案1
方案2
方案3
思路
氢前金属能反应,氢后金属不反应
前金属能置换出后金属
后金属不能置换前金属
试剂
操作
将洁净的铁丝和铜丝分别插入稀盐酸或稀硫酸中
将洁净的铁丝插入硫酸铜溶液中
将铜丝插入硫酸亚铁溶液中
现象
表面有气泡, 表面无气泡
铁丝表面有 物质析出
无明显现象
结论
Fe>Cu
Fe>Cu
Fe>Cu
注意点:控制变量进行实验,实验中稀盐酸和稀硫酸需等质量等浓度;
(2)两种金属都在氢前或氢后
方法1: + ;依据:前金属能置换出后金属
方法2: + ;依据:后金属不能置换前金属
示例
比较Zn、Fe的金属活动性
比较Cu、Ag的金属活动性
方案
方案1
方案2
方案1
方案2
前金属+后溶液
后金属+前溶液
前金属+后溶液
后金属+前溶液
试剂
操作
将打磨过的锌片插入硫酸亚铁溶液中
将打磨过的铁片插入硫酸锌溶液中
将铜丝插入硝酸银溶液
将银丝插入硫酸铜溶液
现象
锌片表面有银白色物质析出
无明显现象
铜丝表面有银白色金属析出
无明显现象
结论
Zn>Fe
Cu>Ag
2.三种金属活动性判断
方法1:两金夹盐: +
方法2:两盐夹金: +
示例
比较Fe、Cu、Ag的金属活动性
方案
方案1
方案2
两边金属+中间溶液
中间金属+两边溶液
试剂
铁丝、银丝,硝酸铜溶液(3种)
铜丝、硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液(3种)
操作
将打磨过的铁丝、银丝分别放入硝酸铜溶液中
将铜丝分别插入硝酸亚铁、硝酸银溶液中
现象
铁丝上有红色固体析出;银丝无明显现象
插入硝酸亚铁溶液中的铜丝无明显现象;插入硝酸银溶液中的铜丝表面出现银白色固体。
结论
Fe>Cu>Ag
活学活用
1.下列实验的组合中,能得出铁、铜、银金属活动性顺序的是:①铁丝浸入稀硫酸中 ②铜丝浸入稀硫酸中 ③铁丝浸入硫酸铜溶液中 ④铜丝浸入硝酸银溶液中。
A.③④ B.②④ C.①③ D.①④
2.某同学为验证锌、铁、铜的金属活动性顺序做了以下实验,下列有关说法正确的是
A.①②中金属表面均有气泡产生
B.若②④⑤可以验证锌、铁、铜的金属活动性顺序,则金属X是铁
C.①②③组合可以验证锌、铁、铜的金属活动性顺序
D.若③④中溶液完全反应,最终溶液颜色相同
拓展 金属与金属化合物反应后滤液和滤渣成分的判断
以“一定量的Fe粉投入Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中”为例,解题步骤:
(1)将金属按金属活动性由强到弱的顺序排列:Fe>Cu>Ag
(2)按反应先后顺序写出化学方程式:
①Fe和AgNO3先反应,Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
②Fe和Cu(NO3)2后反应,Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu
(3)按加入铁的质量由少到多的顺序分析滤渣和滤液的成分:
充分反应后,过滤,滤渣和滤液的成分分析如下:
加入不同质量的铁,反应进行程度
滤渣
滤液
①AgNO3部分反应,Cu(NO3)2未反应
②AgNO3恰好反应完,Cu(NO3)2未反应
③AgNO3反应完,Cu(NO3)2部分反应
④AgNO3反应完、Cu(NO3)2恰好反应完
⑤AgNO3、Cu(NO3)2都反应完,Fe有剩
归纳总结:滤渣中一定有活动性最 的金属单质,滤液中一定有活动性最 的金属化合物。
活学活用
1.向溶液中加入一定量的镁粉和铁粉,充分反应后过滤,再向过滤出的固体中滴加稀盐酸,发现有气泡产生,则下列结论正确的个数是
①滤渣中一定含有和 ②滤渣中一定含有和
③滤液中一定不含,一定含有 ④滤液一定是浅绿色
A.4 B.3 C.2 D.1
2.在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体上滴加稀硫酸有气泡产生.则滤出的固体中一定有______种金属单质,滤液中含有的溶质为____________,有关化学反应的方程式为______________________(写一个即可)。
题型 实验探究金属活动性顺序
▌例1 人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
解题贴士
1. A金属能把B金属从它的化合物溶液中置换出来,则A的金属活动性比B强;反之则弱。
2. 铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁化合价为+2价。
▌对点练1-1 某课外小组的同学以“铁、铜、银的化学性质”为课题,进行科学探究活动,请根据已学知识完成下列探究问题。
【提出问题】铁、铜、银的金属活动性顺序是怎样的?
【制定计划】甲同学设计的实验如上图所示,他们在实验中都进行了规范的操作和细致的观察。
【收集证据】
(1)你认为实验①观察到的现象是 。②中发生的反应的化学方程式是 。
【解释与结论】
(2)乙同学认为甲同学的实验设计有错误,其理由是 。
【反思与评价】
(3)反思后甲同学对自己的实验进行了改正,其做法是 。由此证明了三者的金属活动性顺序是 。
▌对点练1-2 如图为某学习小组探究金属化学性质时所做的四个实验,仔细分析后回答下列问题:
(1)A中铜丝与硝酸银溶液反应的化学方程式。下列说法正确的是______
A.Cu的金属活动性比Ag弱 B.反应前后溶液的颜色没有发生变化
C.该反应属于分解反应 D.该反应前后铜元素的化合价发生了改变
(2)描述B中的实验现象:铁丝表面覆盖一层 物质,溶液由蓝色逐渐变为
(3)写出C中反应的化学方程式 。
(4)写出D中反应的化学方程式 ,D中铁钉表面产生 。
(5)要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序,至少要做的实验是 (填序号),这三种金属活动性由强到弱的顺序为 。
题型 金属活动性顺序的理解和判断
▌例2 根据金属活动性顺序判断,下列各组物质不能发生化学反应的是
A.Hg与溶液 B.Cu与溶液
C.Zn与溶液 D.Al与稀盐酸
解题贴士
1.判断不同金属的活动性强弱:金属的位置越靠前,活动性越强。
2.判断金属能否与酸反应:位于氢之前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢元素。
3.判断金属能否与金属化合物溶液反应:位于前面的金属能把位于后面的金属从其化合物的溶液里置换出来。
4.金属与金属化合物反应的条件:①K、Ca、Na除外;②金属化合物必须是溶液;③只能“前换后”。
▌对点练2-1 现有X、Y、Z三种金属,如果将X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;将Y放入硫酸铜溶液中,在Y表面有铜析出,判断X、Y和Cu的金属活动性顺序
A. B. C. D.
▌对点练2-2 金属与溶液反应的化学方程式为:.则下列说法错误的是
A.的金属活动性比强 B.金属可能是铜
C.在金属活动性顺序里一定位于氢前 D.该反应前后的化合价发生了改变
题型 验证金属活动性顺序的实验设计
▌例3 下列各组物质能验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性强弱的是
A.Fe、CuSO4溶液、Ag B.Fe、Cu、Ag、稀盐酸
C.Cu、Fe(NO3)2溶液、Ag D.FeSO4溶液、CuSO4溶液、Ag
解题贴士
实验试剂的选择
1. 两种金属:
(1)若有一种金属在H前,可选择两种金属的单质和稀盐酸(或稀硫酸)。
(2)选择一种金属和另一种金属的化合物溶液。
2.三种金属:
(1)“两金夹一盐”:选择活动性最强和最弱的两种金属单质和活动性居中的金属化合物溶液。
(2)“两盐夹一金”:选择活动性最强和最弱的两种金属的化合物溶液和活动性居中的金属单质。
▌对点练3-1 化学兴趣小组利用置换反应来判断Fe、M、N三种金属的活动性顺序,设计了如图所示的5种方案。下列说法正确的是
A.若方案①能反应,则方案③一定能反应
B.仅凭方案②,无法确定N与Fe的活动性顺序
C.若方案②、④均能反应,则活动性:N>Fe>M
D.结合方案④、⑤,不一定能够判断M和N的活动性
▌对点练3-2 图1是金属化学性质的模型,图2是对此模型设计的实验。下列说法中错误的是
A.图2实验①是验证金属与氧气反应,观察到铜片表面有黑色物质生成
B.图2实验③镁与稀盐酸能反应,说明图1中X是酸
C.图2实验④是验证金属与盐溶液反应,观察到铜片表面有银白色物质析出
D.图2实验②、④验证、、的活动性顺序,则Y可能是溶液
题型 滤渣滤液成分的判断
▌例4 往和的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后,有金属析出,过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则滤渣中一定存在的物质是
A.Ag、Cu B.Ag C.Ag、Cu、Zn D.Ag、Zn
解题贴士
两个反应先后顺序的判断方法:将反应中涉及的金属按活动性顺序由强到弱排列,二者离得远的先反应,离得近的后反应。如:向Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉,Fe先与AgNO3反应,反应结束后,Fe再与Cu(NO3)2反应。
▌对点练4-1 该兴趣小组为探究金属与盐溶液的反应,将一定质量铁粉加入到Zn(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,按如图所示进行实验:
分析图中信息进行判断,下列说法不合理的是
A.滤渣中一定含有Ag和Fe
B.滤液中可能含有AgNO3
C.滤液中一定含有Fe(NO3)2、Zn(NO3)2
D.所得滤液质量一定小于原混合溶液质量
▌对点练4-2 向一定量硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉,充分反应后所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法不正确的是
A.a点所得溶液中的物质为硝酸亚铁和硝酸锌
B.b点所得固体一定只有银
C.c点所得固体为银、铁
D.d点所得溶液中只有硝酸锌
基础通关
1.金属活动性顺序(如下图)在工农业生产和科学研究中有重要应用。请根据你的认知,结合金属活动性顺序,找出叙述有误的是
A.位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢
B.位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来
C.所有金属都能与氧气、稀盐酸、稀硫酸等发生反应,但反应的难易程度不同
D.金属的位置越靠前,它的活动性就越强
2.根据金属活动性顺序判断,下列化学反应不能发生的是
A.锌与硫酸铜溶液 B.铜与稀盐酸
C.铁与稀硫酸 D.镁与稀盐酸
3.现有X、Y、Z三种金属,将X、Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生气泡,Y无明显现象;将Y放入Z的化合物溶液中,有明显变化。则三种金属活动性顺序为
A.X>Z>Y B.Z>Y>X C.X>Y>Z D.Y>X>Z
4.金属M与溶液反应的化学方程式为:,下列说法不正确的是
A.该反应属于置换反应 B.反应后M的化合价为价
C.M的金属活动性比Ag强 D.金属M可能是铝
5.(25-26九年级下·北京朝阳·期中)为了验证铁、铜、银的金属活动性顺序,下列实验方案中不需要进行的是
A.将铁片放入稀硫酸中 B.将铜片放入稀硫酸中
C.将铁片放入硝酸银溶液中 D.将铜片放入硝酸银溶液中
6.现有铝、铁、铜三种生活中常见的金属。下列试剂中,能直接验证这三种金属活动性顺序的是
A.硫酸铝溶液 B.硫酸亚铁溶液 C.硫酸铜溶液 D.硫酸镁溶液
7.(2026·四川甘孜·中考真题)为了探究铝、铜的金属活动性强弱,某同学进行了如图实验。下列说法错误的是
A.实验前应把铝丝打磨光亮
B.铝丝表面有红色物质析出
C.反应的化学方程式:
D.实验证明铝的金属活动性比铜强
8.(2026·辽宁铁岭·模拟预测)某些金属的活动性如下。若要除去铜粉中的锌粉,可以选择的试剂是
K Ca Na Zn (H) Cu
A.水 B.硫酸钾溶液 C.稀硫酸 D.氯化钠溶液
9.(2026·云南·模拟预测)字母A、B、C、D表示金属活动性顺序表中常见的四种金属。已知:①、②、③。则以下说法不正确的是
A.上述反应都属于置换反应
B.金属C不可能是铝
C.上述反应能确定A、B、D三种金属的活动性顺序
D.若A、B、C、D分别为铁、镁、铜、银中的一种,则金属B一定为铁
10.验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序的实验方案如下表(“—”表示未进行实验)。下列说法错误的是
方案
①
②
③
④
ZnSO4溶液
—
Cu
Cu
Ag
CuSO4溶液
Zn
Ag
—
Zn
AgNO3溶液
Cu
—
Cu
—
A.方案①中,将Zn放入CuSO4溶液,溶液由蓝色变为无色,析出红色固体
B.方案②中,将Cu放入ZnSO4溶液,能证明Cu的金属活动性比Zn弱
C.方案③中,将Cu放入AgNO3溶液,溶液质量变大
D.方案④中,将Ag放入ZnSO4溶液,无明显现象,可证明Ag不如Zn活泼
11.向和溶液中加入一定量Zn粉和Cu粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。关于该滤渣和滤液说法正确的是
A.向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生
B.滤液中一定存在
C.滤渣中一定有Ag,可能有Cu和Zn
D.滤液中一定有、和
12.(2026·河南周口·三模)将一定量的铝粉加入硝酸铜、硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。若滤液呈蓝色,则滤液中一定含有的溶质是_____________;滤渣中一定含有的物质是______。
13.(2026·河南平顶山·三模)某同学用如图所示实验装置,探究锌、铜、银的金属活动性顺序。
(1)写出装置 A 中将锌片浸入溶液中产生的实验现象。
(2)请写出装置B中锌与硝酸银溶液发生反应的化学方程式。
(3)通过A、B实验不能完全证明三种金属的活动性顺序,为达到实验目的,该同学补充了 C 实验,请写出 C实验用到的试剂:________。(写出一组即可)
14.某小组要探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序。提供的药品有:打磨过的铁丝、铜丝、银丝,硫酸铜溶液、硝酸银溶液、稀盐酸。
【实验一】将铁丝插入硫酸铜溶液中,过一会儿取出。
(1)现象:铁丝表面有__色固体析出,溶液由蓝色变为__色。
(2)反应的化学方程式为__________________。
【实验二】将铜丝插入硝酸银溶液中,过一会儿取出。
(3)现象:铜丝表面有____色固体析出,溶液由无色变为__色。
(4)反应的化学方程式为__________________。
【结论与应用】
(5)三种金属的活动性由强到弱的顺序是__________。
(6)若只用铁丝、银丝和一种盐溶液来验证三种金属的活动性顺序,这种盐溶液可以是________溶液。
素养提升
15.(2026·河南周口·三模)现有X、Y、Z三种金属, 将X、Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生气泡,Y无明显现象;将Y放入Z的化合物溶液中,无明显变化。则三种金属活动性顺序为
A.X > Y > Z B.Z>Y >X C.X >Z > Y D.Y>X>Z
16.(2026·山东青岛·中考真题)欲探究Zn、Cu、Ag的金属活动性顺序,仅用组内试剂无法实现的是
A.Zn、Cu、Ag、稀硫酸 B.溶液、Cu、溶液
C.Zn、稀硫酸、Cu、溶液 D.Zn、溶液、Ag
17.小西在实验室找到了三块未贴标签的金属片A、B、C,老师告诉他这三种金属可能是铜、锌和银。他设计了以下实验:将A放入溶液中,A表面析出红色固体;将B放入溶液中,表面生成银白色的金属。根据以上实验现象,判断三种金属的活动性顺序正确的是
A. B. C. D.
18.(2026·河南周口·三模)向 混合溶液中加入过量锌粉,充分反应过滤,滤渣成分为
A.Zn B.Ag、 Cu C.Zn、 Ag、 Cu D.Ag
19.(2026·内蒙古通辽·二模)兴趣小组为验证铁、铝、铜的金属活动性顺序设计了如图所示四个实验,下列说法正确的是
A.实验前无须用砂纸打磨金属
B.实验②中的现象为蓝色溶液逐渐变黄
C.通过实验④可以比较铝和铜的金属活动性强弱
D.不进行实验①③也能得出实验结论
20.(2026·陕西咸阳·模拟预测)某同学在一次探究活动中将金属X放入烧杯中并进行如图所示的实验,已知①中发生反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A.金属X可能为Al B.①中金属X表面有银白色固体生成
C.②中溶液质量一定增大 D.③中所得的固体中只有Mg和Ag
21.(2026·内蒙古通辽·二模)兴趣小组为验证铁、铝、铜的金属活动性顺序设计了如图所示四个实验,下列说法正确的是
A.实验前无须用砂纸打磨金属
B.实验②中的现象为蓝色溶液逐渐变黄
C.通过实验④可以比较铝和铜的金属活动性强弱
D.不进行实验①③也能得出实验结论
22.(2026·陕西咸阳·模拟预测)金属活动性顺序是金属化学性质的核心内容,为了更好地掌握该知识,提升科学探究能力,兴趣小组同学选择铝、铁、铜三种常见金属,进行如下实验。
(1)若要得出3种金属的活动性顺序,①②③中至少需要做的实验是________(填数字)。
(2)上述实验结束,将三支试管中的所有物质全部倒入同一烧杯中,发现烧杯内红色固体增多,由此可知试管①中发生反应后,反应物________有剩余。
(3)烧杯④中物质充分反应后,过滤,得到滤渣和滤液,向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,滤液中一定存在的离子是________(填符号)。
23.金属资源的回收利用以及保护是科学研究一大课题。某电镀厂从含有、和的废水中回收硫酸锌和有关金属,实验过程如图。
(1)写出步骤③发生反应的化学方程式:______________________________
(2)步骤①中加入过量锌粉的作用是_______________。
(3)固体E的成分是_________(填化学式)。
(4)步骤③中滴加适量稀硫酸的实验操作:将固体D置于烧杯中,逐滴加入稀硫酸,边加边搅拌,直到____________________(填实验现象),说明恰好完全反应。
迁移创新
24.(2026·河北廊坊·二模)小明在验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序时创造了美丽的“金属树”。向两个放有宣纸的培养皿中分别滴入适量的溶液、溶液,再放入铁片,一段时间后观察到的实验现象如图所示。下列说法正确的是
A.得到“铜树”后的溶液一定是无色的
B.得到“铜树”的过程中,观察到产生大量气泡
C.该实验能证明Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序
D.将铁片换成锌片也能得到“铜树”和“银树”
25.学习小组在实验室探究铜、锌、银三种金属活动性顺序。
【设计与实验】同学们设计并进行下图所示实验(实验中所用金属均已用砂纸打磨)。
【解释与结论】
(1)实验I中只有一支试管内出现明显现象,该试管为__________(填“A”或“B”或“C”)。
(2)实验II中反应的化学方程式为_____________________,该化学反应的基本类型是______________________,可得出金属活动性顺序铜__________银(填“<”或“>”)。
由上述实验,同学们得出三种金属的活动性顺序。
【反思与交流】
(3)若另设计一个实验方案,使用两种金属单质和一种金属的化合物溶液来验证这三种金属的活动性顺序,则这种金属化合物中含有的阳离子是__________(填离子符号)。
(4)某同学又取了金属放入试管中,滴加稀硫酸,发现有气泡产生,请你推测:金属__________(填“能”或“不能”)与硫酸铜溶液发生化学反应。
【拓展延伸】
(5)非金属单质也具有类似金属与金属化合物溶液之间的置换反应规律,即活动性较强的非金属可把活动性较弱的从其化合物溶液中置换出来,可发生下列反应:,,,则、、、活动性由强到弱顺序是__________;
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第八单元
金属和金属材料
课题2 金属的化学性质
第2课时 金属活动性顺序
课标要点
1.通过实验探究认识金属活动性顺序。
熟记金属活动性顺序
能依据金属活动性顺序进行简单的判断和解释。
学习重难点
重点:
1. 金属活动性顺序的实验探究;
2. 金属活动性顺序的应用。
难点:
1.金属与盐溶液的反应;
2.金属活动性顺序的应用。
知识点 实验探究铝、铜、银的金属活动性顺序
1. 铝、铜、银三种金属活动性比较实验
实验
铝丝浸入硫酸铜溶液
铜丝浸入硝酸银溶液
铜丝浸入硫酸铝溶液
实验操作
将一根用砂纸打磨过的铝丝插入硫酸铜溶液中,一段时间后取出观察
将一根洁净的铜丝插入硝酸银溶液中,一段时间后取出,观察现象
将一根洁净的铜丝插入硫酸铝溶液中,一段时间后取出,观察现象
实验现象
铝表面有红色固体产生,溶液由蓝色逐渐变为无色。
铜表面有银白色固体产生,溶液由无色逐渐变为蓝色。
无明显现象
化学方程式
2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu
Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
实验分析
铝能置换出硫酸铜溶液中的铜
铜能置换出硝酸银溶液中的银
铜不能从硫酸铝溶液中置换出铝
实验结论
三种金属活动性由强到弱的顺序:铝>铜>银
特别提醒
铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁化合价为+2价。含有Fe2+的溶液为浅绿色
2. 归纳总结:通过金属与金属化合物的溶液是否反应可以判断金属活动性的强弱。
3. 旧知识:
铁与硫酸铜溶液反应:
现象:铁钉放入硫酸铜溶液中,铁表面有红色固体产生,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
化学方程式:Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4。
结论:铁的活动性比铜强。
教材延伸
1.砂纸打磨铝丝的目的:除去表面的致密的氧化铝薄膜。
随学随练
1.为了验证铝、铁、银三种金属的活动性顺序,小组同学设计如下四种方案,其中不合理的是
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】三种金属的活动性顺序为,验证规则为:活动性较强的金属可以将活动性较弱的金属从其可溶性盐溶液中置换出来。
【详解】A. Al能与溶液反应,证明;Ag不能与溶液反应,证明,可确定三者顺序,方案合理。
B. Ag和Fe都不能与溶液反应,只能证明Al的活动性强于Fe、Ag,无法比较Fe和Ag的活动性强弱,方案不合理。
C. Fe不能与溶液反应,证明;Fe能与溶液反应,证明,可确定三者顺序,方案合理。
D. Al能与溶液反应,证明;Fe能与溶液反应,证明,可确定三者顺序,方案合理。
2.金属活动性顺序应用广泛,下列实验方案不能验证铁、铜、银金属活动性强弱的是
A.铁、银分别放入硫酸铜溶液
B.铜放入硫酸亚铁和硝酸银溶液
C.铁、铜、银分别放入稀盐酸
D.铁放入氯化铜溶液,铜放入硝酸银溶液
【答案】C
【详解】A. 铁可与硫酸铜反应置换出铜,得铁可与硫酸铜反应置换出铜,得Fe>Cu;银与硫酸铜不反应,得Cu>Ag,可验证三种金属活动性,不符合题意。
B. 铜与硫酸亚铁不反应,得Fe>Cu;铜可与硝酸银反应置换出银,得Cu>Ag,可验证三种金属活动性,不符合题意。
C. 铁可与稀盐酸反应,铜、银均不与稀盐酸反应,只能得出Fe的活动性强于Cu、Ag,无法比较Cu和Ag的活动性强弱,不能验证,符合题意。
D. 铁可与氯化铜反应置换出铜,得Fe>Cu;铜可与硝酸银反应置换出银,得Cu>Ag,可验证三种金属活动性,不符合题意。
知识点 金属活动性顺序(重点)
1. 常见金属在水溶液中的活动性顺序(重点必背):
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金
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
教材延伸
金属活动性顺序的记忆:
(1)记忆方法:连同氢元素在内,五个一组:钾钙钠镁铝、锌铁锡铅(氢)、铜汞银铂金。
(2)谐音顺口溜记忆:嫁给那美女,身体细且轻,统共一百斤。
2. 金属活动性顺序的应用
利用金属活动性顺序可进行以下判断和预测:
(1)判断不同金属的活动性强弱:在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,活动性越强。
(2)判断金属能否与酸反应:在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢元素。
(3)判断金属能否与金属化合物溶液反应: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化合物的溶液里置换出来。
特别提醒
1.金属与酸反应的条件:
(1)只有氢之前的金属能置换酸中的氢;
(2)金属只能置换出稀盐酸和稀硫酸中的氢,浓硫酸和硝酸具有氧化性,与金属不发生置换反应;
2.金属与金属化合物溶液反应的条件:
(1)强换弱:只有前面的金属能把后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来,反过来不可以。
(2)盐要溶:金属化合物必须是溶液才能反应,固体不能用于和金属发生置换反应。
(3)钾钙钠要除外:K、Ca、Na太活泼,常温下和水反应,不能置换出金属化合物中的金属。
随学随练
1. 现有X、Y、Z三种金属,将X和Y分别放入稀硫酸中,只有X产生气泡。将Y和Z分别放入AgNO3溶液中,一段时间后,在Y的表面有固体析出,而Z没有变化。X、Y和Z的金属活动性顺序正确的是
A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Z>X>Y D.Z>Y>X
【答案】A
【分析】1. 排在氢前的金属能与稀硫酸反应生成氢气,氢后金属不能;
2. 活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来。
【详解】X、Y放入稀硫酸中只有X产生气泡,说明活动性 ,即 。
Y、Z放入溶液中,Y表面有固体析出、Z无变化,说明活动性 ,即 。综上三种金属活动性顺序为 ,对应选项A。
2. 为探究镍(Ni)、铁、铜的金属活动性顺序,兴趣小组的同学先利用金属与稀硫酸的反应进行了图1所示实验,发现只有一支试管中无气泡产生。于是又利用金属与盐溶液的反应设计了图2所示实验,其中X、Y选取合理的是
A.Fe、NiSO4 B.Ni、CuSO4 C.Ni、NiSO4 D.Fe、CuSO4
【答案】A
【分析】金属活动性顺序中,位于氢前的金属能和稀硫酸反应生成氢气,只有铜丝的试管无气泡,说明活动性,此时仅需验证和的活动性强弱,即可确定三种金属的完整顺序。
【详解】A.活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来。将放入溶液,若反应则说明,若不反应则说明,可验证二者活动性,正确。
B.已知,必然能置换中的,无法比较和的活动性,错误。
C.和自身的盐溶液不反应,无验证意义,错误。
D.已知,必然能置换中的,无法比较和的活动性,错误。
拓展 金属活动性的判断实验设计
1.两种金属活动性判断
(1)一种金属在氢前,一种金属在氢后
示例
比较Fe、Cu的金属活动性
方案
方案1
方案2
方案3
金属+酸
前金属+后溶液
后金属+前溶液
思路
氢前金属能反应,氢后金属不反应
前金属能置换出后金属
后金属不能置换前金属
试剂
铁丝、铜丝、稀盐酸(稀硫酸)
铁丝、硫酸铜溶液
铜丝、硫酸亚铁溶液
操作
将洁净的铁丝和铜丝分别插入稀盐酸或稀硫酸中
将洁净的铁丝插入硫酸铜溶液中
将铜丝插入硫酸亚铁溶液中
现象
铁丝表面有气泡,铜丝表面无气泡
铁丝表面有红色物质析出
无明显现象
结论
Fe>Cu
Fe>Cu
Fe>Cu
注意点:控制变量进行实验,实验中稀盐酸和稀硫酸需等质量等浓度;
(2)两种金属都在氢前或氢后
方法1:前金属+后溶液;依据:前金属能置换出后金属
方法2:后金属+前溶液;依据:后金属不能置换前金属
示例
比较Zn、Fe的金属活动性
比较Cu、Ag的金属活动性
方案
方案1
方案2
方案1
方案2
前金属+后溶液
后金属+前溶液
前金属+后溶液
后金属+前溶液
试剂
锌片、硫酸亚铁溶液
铁片、硫酸亚铁溶液
铜丝、硝酸银溶液
银丝、硫酸铜溶液
操作
将打磨过的锌片插入硫酸亚铁溶液中
将打磨过的铁片插入硫酸锌溶液中
将铜丝插入硝酸银溶液
将银丝插入硫酸铜溶液
现象
锌片表面有银白色物质析出
无明显现象
铜丝表面有银白色金属析出
无明显现象
结论
Zn>Fe
Cu>Ag
2.三种金属活动性判断
方法1:两金夹盐:两边金属+中间溶液
方法2:两盐夹金:中间金属+两边溶液
示例
比较Fe、Cu、Ag的金属活动性
方案
方案1
方案2
两边金属+中间溶液
中间金属+两边溶液
试剂
铁丝、银丝,硝酸铜溶液(3种)
铜丝、硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液(3种)
操作
将打磨过的铁丝、银丝分别放入硝酸铜溶液中
将铜丝分别插入硝酸亚铁、硝酸银溶液中
现象
铁丝上有红色固体析出;银丝无明显现象
插入硝酸亚铁溶液中的铜丝无明显现象;插入硝酸银溶液中的铜丝表面出现银白色固体。
结论
Fe>Cu>Ag
活学活用
1.下列实验的组合中,能得出铁、铜、银金属活动性顺序的是:①铁丝浸入稀硫酸中 ②铜丝浸入稀硫酸中 ③铁丝浸入硫酸铜溶液中 ④铜丝浸入硝酸银溶液中。
A.③④ B.②④ C.①③ D.①④
【答案】A
【详解】A.③中铁丝浸入硫酸铜溶液析出红色固体,证明活动性;④中铜丝浸入硝酸银溶液析出银白色固体,证明活动性,可得出,正确。
B.②仅能证明铜活动性在氢后,④仅能证明,无法判断铁和铜、银的活动性关系,错误。
C.①仅能证明铁活动性在氢前,③仅能证明,无法判断铜和银的活动性关系,错误。
D.①仅能证明铁活动性在氢前,④仅能证明,无法判断铁与铜、铁与银的活动性关系,错误。
2.某同学为验证锌、铁、铜的金属活动性顺序做了以下实验,下列有关说法正确的是
A.①②中金属表面均有气泡产生
B.若②④⑤可以验证锌、铁、铜的金属活动性顺序,则金属X是铁
C.①②③组合可以验证锌、铁、铜的金属活动性顺序
D.若③④中溶液完全反应,最终溶液颜色相同
【答案】B
【详解】A.活动性弱于,②中铜与稀硫酸不反应,无气泡产生,错误;
B.②可得,④可得;若为铁,⑤中铁与稀硫酸反应可得,综上可推出,正确;
C.①②③仅能得出、,无法比较和的活动性,错误;
D.③完全反应后溶质为,溶液为浅绿色;④完全反应后溶质为,溶液为无色,颜色不同,错误。
拓展 金属与金属化合物反应后滤液和滤渣成分的判断
以“一定量的Fe粉投入Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中”为例,解题步骤:
(1)将金属按金属活动性由强到弱的顺序排列:Fe>Cu>Ag
(2)按反应先后顺序写出化学方程式:
①Fe和AgNO3先反应,Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
②Fe和Cu(NO3)2后反应,Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu
(3)按加入铁的质量由少到多的顺序分析滤渣和滤液的成分:
充分反应后,过滤,滤渣和滤液的成分分析如下:
加入不同质量的铁,反应进行程度
滤渣
滤液
①AgNO3部分反应,Cu(NO3)2未反应
Ag
Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2
②AgNO3恰好反应完,Cu(NO3)2未反应
Ag
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
③AgNO3反应完,Cu(NO3)2部分反应
Ag、Cu
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
④AgNO3反应完、Cu(NO3)2恰好反应完
Ag、Cu
Fe(NO3)2
⑤AgNO3、Cu(NO3)2都反应完,Fe有剩
Ag、Cu、Fe
Fe(NO3)2
归纳总结:滤渣中一定有活动性最弱的金属单质,滤液中一定有活动性最强的金属化合物。
活学活用
1.向溶液中加入一定量的镁粉和铁粉,充分反应后过滤,再向过滤出的固体中滴加稀盐酸,发现有气泡产生,则下列结论正确的个数是
①滤渣中一定含有和 ②滤渣中一定含有和
③滤液中一定不含,一定含有 ④滤液一定是浅绿色
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】C
【详解】向溶液中加入一定量的镁粉和铁粉,硝酸银先和镁反应生成硝酸镁和银,后和铁反应生成硝酸亚铁和银,充分反应后过滤,滤渣中一定有,再向过滤出的固体中滴加稀盐酸,发现有气泡产生,说明滤渣中含有排在氢前的金属,一定含有铁,可能含有镁,则滤液中一定含有硝酸镁,一定不含硝酸银,可能含有硝酸亚铁(浅绿色)。
根据上述分析①③正确,②④错误;故选C。
2.在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体上滴加稀硫酸有气泡产生.则滤出的固体中一定有______种金属单质,滤液中含有的溶质为____________,有关化学反应的方程式为______________________(写一个即可)。
【答案】3 硝酸铝合硝酸亚铁
(或,合理即可)
【分析】由金属活动性顺序:可知,铁的活动性弱于铝,因此不能和反应,始终存在于滤液中,加入铁粉后,铁优先和活动性更弱的金属对应的盐反应,先置换中的,完全反应后,再置换中的;
【详解】向滤出的固体上滴加稀硫酸有气泡产生,说明滤渣中含有氢前金属,只能是过量的铁,因此均完全反应,滤渣中含有置换出的和过量的共3种单质;
滤液中仅含未反应的和反应生成的;
见答案;
题型 实验探究金属活动性顺序
▌例1 人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
【答案】D
【详解】A、实验前需要打磨金属片,是为了除去表面的氧化膜,从而防止氧化膜阻碍反应的进行,故选项说法正确;
B、由金属活动性:锌>氢>铜可知,若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡,故选项说法正确;
C、若向乙试管加入ZnSO4溶液,无明显现象,说明铜不与硫酸锌溶液反应,即铜的活动性比锌弱,锌的金属活动性比铜强,故选项说法正确;
D、由金属活动性锌>铜>银可知,若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,锌和铜都能与硝酸银反应置换出银,能得出金属的活动性:Zn>Ag,Cu>Ag,但无法比较锌和铜的金属活动性,故选项说法错误;
故选:D。
解题贴士
1. A金属能把B金属从它的化合物溶液中置换出来,则A的金属活动性比B强;反之则弱。
2. 铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁化合价为+2价。
▌对点练1-1 某课外小组的同学以“铁、铜、银的化学性质”为课题,进行科学探究活动,请根据已学知识完成下列探究问题。
【提出问题】铁、铜、银的金属活动性顺序是怎样的?
【制定计划】甲同学设计的实验如上图所示,他们在实验中都进行了规范的操作和细致的观察。
【收集证据】
(1)你认为实验①观察到的现象是 。②中发生的反应的化学方程式是 。
【解释与结论】
(2)乙同学认为甲同学的实验设计有错误,其理由是 。
【反思与评价】
(3)反思后甲同学对自己的实验进行了改正,其做法是 。由此证明了三者的金属活动性顺序是 。
【答案】(1) 银白色固体表面有紫红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色 Fe+ 2AgNO3=2Ag +Fe(NO3)2
(2)没有比较铜和银的活动性顺序
(3) 把②中的铁丝换成铜丝 铁>铜>银
【详解】(1)铁的活动性在铜前,铁能和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,该反应的实验现象为银白色固体表面有紫红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色。②中发生的反应为铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,该反应的化学方程式是Fe+ 2AgNO3=2Ag +Fe(NO3)2。
(2)实验①能证明铁的活动性强于铜,实验②能证明铁的活动性强于银,该实验的错误之处是没有比较铜和银的活动性顺序。
(3)反思后甲同学对自己的实验进行了改正,其做法是把②中的铁丝换成铜丝,观察到铜丝表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色,证明铜的活动性强于银,由此证明了三者的金属活动性顺序是铁>铜>银。
▌对点练1-2 如图为某学习小组探究金属化学性质时所做的四个实验,仔细分析后回答下列问题:
(1)A中铜丝与硝酸银溶液反应的化学方程式。下列说法正确的是______
A.Cu的金属活动性比Ag弱 B.反应前后溶液的颜色没有发生变化
C.该反应属于分解反应 D.该反应前后铜元素的化合价发生了改变
(2)描述B中的实验现象:铁丝表面覆盖一层 物质,溶液由蓝色逐渐变为
(3)写出C中反应的化学方程式 。
(4)写出D中反应的化学方程式 ,D中铁钉表面产生 。
(5)要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序,至少要做的实验是 (填序号),这三种金属活动性由强到弱的顺序为 。
【答案】(1)D
(2) 红色 浅绿色
(3)
(4) 气泡
(5) AB/BA Fe、Cu、Ag
【分析】利用金属活动顺序分析实验,氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应,但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应,前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。
【详解】(1)A、铜能置换出硝酸银中的银,Cu的金属活动性比Ag强,故该项不符合题意;
B、反应前后溶液的颜色由无色变为蓝色,故该项不符合题意;
C、该反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和化合物的反应,反应类型为置换反应,故该项不符合题意;
D、反应前铜元素的化合价为零,反应后硝酸铜中铜元素为正二价,故该项符合题意。
故选D。
(2)铁和硫酸铜溶液反应会生成硫酸亚铁和铜,现象是:铁丝表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
(3)锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,反应方程式为:。
(4)铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;铁钉表面会因产生氢气而有气泡冒出。
(5)要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序,至少要做的实验是AB,通过A证明铜比银活泼,通过B证明铁比铜活泼。Cu、Fe、Ag的活动性顺序为Fe、Cu、Ag。
题型 金属活动性顺序的理解和判断
▌例2 根据金属活动性顺序判断,下列各组物质不能发生化学反应的是
A.Hg与溶液 B.Cu与溶液
C.Zn与溶液 D.Al与稀盐酸
【答案】B
【分析】在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢,位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来。
【详解】A、金属活动性:汞>银,Hg与硝酸银溶液能发生置换反应,生成银和硝酸汞,故A不符合题意;
B、金属活动性:铜<镁,Cu与硝酸镁溶液不发生化学反应,故B符合题意;
C、金属活动性:锌>铁,Zn与硫酸亚铁溶液能发生置换反应,生成铁和硫酸锌,故C不符合题意;
D、金属活动性顺序中铝排在氢前,铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,故D不符合题意;
故选:B。
解题贴士
1.判断不同金属的活动性强弱:金属的位置越靠前,活动性越强。
2.判断金属能否与酸反应:位于氢之前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢元素。
3.判断金属能否与金属化合物溶液反应:位于前面的金属能把位于后面的金属从其化合物的溶液里置换出来。
4.金属与金属化合物反应的条件:①K、Ca、Na除外;②金属化合物必须是溶液;③只能“前换后”。
▌对点练2-1 现有X、Y、Z三种金属,如果将X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;将Y放入硫酸铜溶液中,在Y表面有铜析出,判断X、Y和Cu的金属活动性顺序
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】把X、Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应,说明在金属活动性顺序中,X在氢前,Y在氢后,X的金属活动性强于Y;把Y分别放入硫酸铜溶液中,Y表面有铜析出,说明在金属活动性顺序中,Y位于铜之前,所以X、Y、Cu的金属活动性顺序为X>Y>Cu。
▌对点练2-2 金属与溶液反应的化学方程式为:.则下列说法错误的是
A.的金属活动性比强 B.金属可能是铜
C.在金属活动性顺序里一定位于氢前 D.该反应前后的化合价发生了改变
【答案】C
【详解】A.在金属活动性顺序中,排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。M可以置换出,说明M的金属活动性比强,说法正确。
B.铜的金属活动性比强,且铜和硝酸银反应会生成硝酸铜(铜元素显价),恰好符合题中生成的形式,因此M可能是铜,说法正确。
C.能置换出银的金属,只需要活动性比银强即可,不需要一定排在氢前面。比如铜的活动性就排在氢之后,但同样可以发生题中的反应,说法错误。
D.反应前M是单质,单质中元素化合价为0;反应后M存在于中,化合价为价,化合价发生了改变,说法正确。
题型 验证金属活动性顺序的实验设计
▌例3 下列各组物质能验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性强弱的是
A.Fe、CuSO4溶液、Ag B.Fe、Cu、Ag、稀盐酸
C.Cu、Fe(NO3)2溶液、Ag D.FeSO4溶液、CuSO4溶液、Ag
【答案】A
【分析】金属活动性顺序为,验证规则:①活动性较强的金属能将活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来;②氢前金属能与稀盐酸反应生成氢气,氢后金属不能;
【详解】A.能和溶液反应置换出,证明活动性;不能和溶液反应,证明活动性,可得出三者顺序,正确;
B.只有能和稀盐酸反应,仅能证明活动性强于、,无法比较和的活动性,错误;
C.、都不能和溶液反应,仅能证明活动性强于、,无法比较和的活动性,错误;
D.不能和、溶液反应,仅能证明活动性弱于、,无法比较和的活动性,错误。
解题贴士
实验试剂的选择
1. 两种金属:
(1)若有一种金属在H前,可选择两种金属的单质和稀盐酸(或稀硫酸)。
(2)选择一种金属和另一种金属的化合物溶液。
2.三种金属:
(1)“两金夹一盐”:选择活动性最强和最弱的两种金属单质和活动性居中的金属化合物溶液。
(2)“两盐夹一金”:选择活动性最强和最弱的两种金属的化合物溶液和活动性居中的金属单质。
▌对点练3-1 化学兴趣小组利用置换反应来判断Fe、M、N三种金属的活动性顺序,设计了如图所示的5种方案。下列说法正确的是
A.若方案①能反应,则方案③一定能反应
B.仅凭方案②,无法确定N与Fe的活动性顺序
C.若方案②、④均能反应,则活动性:N>Fe>M
D.结合方案④、⑤,不一定能够判断M和N的活动性
【答案】D
【详解】A.若方案①铁能与M的盐溶液反应,说明铁的活动性大于M,但M的活动性不一定比氢强,比如铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜 ,但铜不能和稀硫酸反应,所以方案③不一定能反应,该选项错误;
B.方案②为铁与N的盐溶液,如果能反应,说明铁的活动性大于N ;如果不能反应,说明N的活动性大于铁,所以仅凭方案②能确定N与铁的活动性顺序,该选项错误;
C.方案②为铁与N的盐溶液,若方案②能反应,说明Fe的活动性大于N ;方案④为M和硫酸亚铁溶液,若方案④能反应,说明M的活动性大于Fe ,所以活动性顺序为M>Fe>N ,该选项错误;
D.方案④为M和硫酸亚铁溶液,若能反应,说明M的活动性大于铁 ;方案⑤为N和硫酸亚铁溶液,若不能反应,说明N的活动性小于铁,可得出活动性顺序为M>Fe>N ;但若M、N都能与硫酸亚铁反应,则无法判断M和N的活动性强弱,因此结合方案④、⑤,不一定能够判断M和N的活动性,该选项正确。
▌对点练3-2 图1是金属化学性质的模型,图2是对此模型设计的实验。下列说法中错误的是
A.图2实验①是验证金属与氧气反应,观察到铜片表面有黑色物质生成
B.图2实验③镁与稀盐酸能反应,说明图1中X是酸
C.图2实验④是验证金属与盐溶液反应,观察到铜片表面有银白色物质析出
D.图2实验②、④验证、、的活动性顺序,则Y可能是溶液
【答案】A
【详解】A.铜和氧气只有在加热条件下才会反应生成黑色的氧化铜,实验①仅常温下通入氧气,无加热装置,不会出现铜片表面生成黑色物质的现象,错误。
B.金属的三类反应已经明确包含与氧气、与盐的反应,剩余的X类别为酸,实验③是镁与稀盐酸(酸)的反应,可对应验证X为酸,正确。
C.金属活动性,铜和硝酸银发生置换反应:,可观察到铜片表面析出银白色固体,正确。
D.若Y为溶液,实验②中铁能置换出铜,说明;实验④中铜能置换出银,说明,可完整验证的活动性顺序,正确。
题型 滤渣滤液成分的判断
▌例4 往和的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后,有金属析出,过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则滤渣中一定存在的物质是
A.Ag、Cu B.Ag C.Ag、Cu、Zn D.Ag、Zn
【答案】C
【详解】金属活动性顺序为 ,锌粉加入混合溶液后,优先和反应置换出,待完全消耗后,再和反应置换出。滤渣加稀盐酸有气体放出,只有氢前金属能和稀盐酸反应生成氢气,、均为氢后金属,说明滤渣中存在过量的,此时、已经完全反应。因此滤渣中一定存在生成的、和过量的。
解题贴士
两个反应先后顺序的判断方法:将反应中涉及的金属按活动性顺序由强到弱排列,二者离得远的先反应,离得近的后反应。如:向Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉,Fe先与AgNO3反应,反应结束后,Fe再与Cu(NO3)2反应。
▌对点练4-1 该兴趣小组为探究金属与盐溶液的反应,将一定质量铁粉加入到Zn(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,按如图所示进行实验:
分析图中信息进行判断,下列说法不合理的是
A.滤渣中一定含有Ag和Fe
B.滤液中可能含有AgNO3
C.滤液中一定含有Fe(NO3)2、Zn(NO3)2
D.所得滤液质量一定小于原混合溶液质量
【答案】B
【分析】根据金属活动性顺序分析反应:Fe活动性弱于Zn,不能和反应,因此始终存在于滤液中; Fe和发生反应:;滤渣滴加稀硫酸产生无色气体,说明滤渣中有氢前金属剩余,只能是过量的Fe(无法置换出Zn),因此已完全反应。
【详解】A.反应生成Ag,且Fe过量,因此滤渣一定含有Ag和Fe,说法正确。
B.Fe过量时完全反应,滤液一定不含,说法错误。
C.不参与反应,反应生成,因此滤液一定含这两种溶质,说法正确。
D.每56份质量的Fe反应会置换出216份质量的Ag,固体质量增加,因此滤液质量一定小于原混合溶液质量,说法正确。
▌对点练4-2 向一定量硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉,充分反应后所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法不正确的是
A.a点所得溶液中的物质为硝酸亚铁和硝酸锌
B.b点所得固体一定只有银
C.c点所得固体为银、铁
D.d点所得溶液中只有硝酸锌
【答案】A
【分析】向硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉时,锌的金属活动性强于铁和银,且反应存在先后顺序:锌会优先和硝酸银发生置换反应,待硝酸银完全反应后,锌才会和硝酸亚铁发生置换反应,对应反应的质量变化规律为:
锌与硝酸银反应的化学方程式为,每65份质量的锌反应会析出216份质量的银,进入溶液的锌质量远小于析出的银质量,因此溶液总质量随反应进行不断减小,对应图像中0~b段。
锌与硝酸亚铁反应的化学方程式为,每65份质量的锌反应会析出56份质量的铁,进入溶液的锌质量大于析出的铁质量,因此溶液总质量随反应进行不断增大,对应图像中b~c段。
c点之后硝酸亚铁已完全反应,继续加入锌粉不再发生反应,溶液质量不再变化,对应图像c~d段。
【详解】A.a点处于锌和硝酸银的反应过程中,此时硝酸银还未被完全消耗,因此溶液中的溶质除了生成的硝酸锌、未反应的硝酸亚铁外,还有剩余的硝酸银,并非只有硝酸亚铁和硝酸锌,说法错误。
B.b点是锌和硝酸银恰好完全反应的点,此时锌还未开始和硝酸亚铁反应,置换出的金属只有银,因此所得固体一定只有银,说法正确。
C.c点是锌和硝酸亚铁恰好完全反应的点,此时之前置换出的银、以及该步反应生成的铁都存在于固体中,因此所得固体为银、铁,说法正确。
D.d点在c点之后,此时硝酸银、硝酸亚铁都已经被完全反应,溶液中仅含有锌反应生成的硝酸锌,说法正确。
基础通关
1.金属活动性顺序(如下图)在工农业生产和科学研究中有重要应用。请根据你的认知,结合金属活动性顺序,找出叙述有误的是
A.位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢
B.位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来
C.所有金属都能与氧气、稀盐酸、稀硫酸等发生反应,但反应的难易程度不同
D.金属的位置越靠前,它的活动性就越强
【答案】C
【详解】A. 正确;
B. 正确;
C. 不是所有金属都能与氧气、稀盐酸、稀硫酸等发生反应,如在金属活动性顺序里,位于氢后面的金属与稀盐酸、稀硫酸不反应,错误;
D. 正确。
2.根据金属活动性顺序判断,下列化学反应不能发生的是
A.锌与硫酸铜溶液 B.铜与稀盐酸
C.铁与稀硫酸 D.镁与稀盐酸
【答案】B
【详解】A.金属活动性强于,可置换出硫酸铜中的,反应能发生,正确;
B.排在之后,无法与稀盐酸反应置换出氢气,反应不能发生,错误;
C.排在之前,能与稀硫酸反应,反应能发生,正确;
D.排在之前,能与稀盐酸反应,反应能发生,正确。
3.现有X、Y、Z三种金属,将X、Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生气泡,Y无明显现象;将Y放入Z的化合物溶液中,有明显变化。则三种金属活动性顺序为
A.X>Z>Y B.Z>Y>X C.X>Y>Z D.Y>X>Z
【答案】C
【详解】将X、Y放入稀硫酸,X产生气泡、Y无现象,说明活动性X>H>Y,将Y放入Z的化合物溶液中有明显变化,说明Y能置换Z,活动性Y>Z,则三种金属活动性顺序为X>Y>Z。
4.金属M与溶液反应的化学方程式为:,下列说法不正确的是
A.该反应属于置换反应 B.反应后M的化合价为价
C.M的金属活动性比Ag强 D.金属M可能是铝
【答案】D
【详解】A.置换反应的特征是单质+化合物→新单质+新化合物,该反应符合置换反应的定义,表述正确。
B.硝酸根整体显-1价,根据化合物中正负化合价代数和为0,可推出中M的化合价为+2,表述正确。
C.活动性较强的金属能将活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来,M能置换出中的Ag,说明M的金属活动性强于Ag,表述正确。
D.铝元素在化合物中通常显+3价,其硝酸盐的化学式为,与方程式中的构成不符,因此M不可能是铝,表述错误。
5.(25-26九年级下·北京朝阳·期中)为了验证铁、铜、银的金属活动性顺序,下列实验方案中不需要进行的是
A.将铁片放入稀硫酸中 B.将铜片放入稀硫酸中
C.将铁片放入硝酸银溶液中 D.将铜片放入硝酸银溶液中
【答案】C
【详解】A.铁片放入稀硫酸有气泡产生,可证明:;
B.铜片放入稀硫酸无现象,可证明:;
C.将铁片放入硝酸银溶液中,铁片表面有银白色固体生成,可证明:;
D.铜片放入硝酸银溶液,铜片表面有银白色固体生成,可证明:;
由实验A、B、D即可得出铁、铜、银三种金属活动性顺序:,因此不需要进行实验C。
6.现有铝、铁、铜三种生活中常见的金属。下列试剂中,能直接验证这三种金属活动性顺序的是
A.硫酸铝溶液 B.硫酸亚铁溶液 C.硫酸铜溶液 D.硫酸镁溶液
【答案】B
【详解】A. 铁、铜均与硫酸铝不反应,均无明显现象,说明铝比铁、铜活泼,但是无法验证铁、铜的金属活动性顺序,错误;
B. 铝能与硫酸亚铁反应生成硫酸铝和铁,有黑色固体析出,说明铝比铁活泼,铜与硫酸亚铁不反应,无明显现象,说明铁比铜活泼,可以验证三种金属的活动性顺序,正确;
C. 铝、铁均能与硫酸铜反应生成铜,均有红色固体析出,说明铝、铁均比铜活泼,但是无法验证铝、铁的金属活动性顺序,错误;
D. 铝、铁、铜均与硫酸镁不反应,均无明显现象,无法验证三种金属的活动性顺序,错误。
7.(2026·四川甘孜·中考真题)为了探究铝、铜的金属活动性强弱,某同学进行了如图实验。下列说法错误的是
A.实验前应把铝丝打磨光亮
B.铝丝表面有红色物质析出
C.反应的化学方程式:
D.实验证明铝的金属活动性比铜强
【答案】C
【详解】A.铝常温下易与氧气反应,表面生成致密的氧化铝薄膜,会阻碍铝和硫酸铜的反应,因此实验前需要打磨铝丝除去氧化膜,说法正确。
B.铝的金属活动性强于铜,可将铜从硫酸铜溶液中置换出来,单质铜为红色,因此铝丝表面有红色物质析出,说法正确。
C.铝在化合物中显+3价,硫酸根为-2价,因此硫酸铝的化学式为,正确的化学方程式为,选项中硫酸铝化学式错误、方程式未配平,说法错误。
D.活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来,该实验可证明铝的金属活动性比铜强,说法正确。
8.(2026·辽宁铁岭·模拟预测)某些金属的活动性如下。若要除去铜粉中的锌粉,可以选择的试剂是
K Ca Na Zn (H) Cu
A.水 B.硫酸钾溶液 C.稀硫酸 D.氯化钠溶液
【答案】C
【详解】A. 水:铜、锌均不与水反应,无法除去锌粉,错误。
B. 硫酸钾溶液:钾活动性强于锌,锌不能与硫酸钾发生置换反应,无法除杂,错误。
C. 稀硫酸:锌活动性在氢之前,可与稀硫酸反应:;铜活动性在氢之后,不与稀硫酸反应,反应后过滤即可得到纯净铜粉,符合要求,正确。
D. 氯化钠溶液:钠活动性强于锌,锌不能与氯化钠发生置换反应,无法除杂,错误。
9.(2026·云南·模拟预测)字母A、B、C、D表示金属活动性顺序表中常见的四种金属。已知:①、②、③。则以下说法不正确的是
A.上述反应都属于置换反应
B.金属C不可能是铝
C.上述反应能确定A、B、D三种金属的活动性顺序
D.若A、B、C、D分别为铁、镁、铜、银中的一种,则金属B一定为铁
【答案】D
【分析】解题核心依据:金属活动性顺序中,排在前面的金属能置换出后面金属的盐溶液中的金属,氢前金属可与稀硫酸反应生成氢气;置换反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物的反应。
【详解】A.三个反应均符合“单质+化合物→新单质+新化合物”的特征,都属于置换反应,表述正确。
B.反应②中C的硫酸盐为,说明C在化合物中显+2价,而铝的硫酸盐为,铝显+3价,因此C不可能是铝,表述正确。
C.由反应①得活动性,由反应③得活动性,可确定,表述正确。
D.C能与稀硫酸反应,说明C是氢前金属(镁或铁):若C为铁,则A为镁、B为铜、D为银,也符合三个反应规律,此时B不是铁,因此“金属B一定为铁”的表述错误。
10.验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序的实验方案如下表(“—”表示未进行实验)。下列说法错误的是
方案
①
②
③
④
ZnSO4溶液
—
Cu
Cu
Ag
CuSO4溶液
Zn
Ag
—
Zn
AgNO3溶液
Cu
—
Cu
—
A.方案①中,将Zn放入CuSO4溶液,溶液由蓝色变为无色,析出红色固体
B.方案②中,将Cu放入ZnSO4溶液,能证明Cu的金属活动性比Zn弱
C.方案③中,将Cu放入AgNO3溶液,溶液质量变大
D.方案④中,将Ag放入ZnSO4溶液,无明显现象,可证明Ag不如Zn活泼
【答案】C
【详解】A.锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,溶液由蓝色变为无色,析出红色固体,正确。
B.将Cu放入ZnSO4溶液,不反应,能证明Cu的金属活动性比Zn弱,正确。
C.将Cu放入AgNO3溶液,铜和硝酸银反应,,每64份质量的铜生成216份质量的银,固体质量增加,因此溶液质量减少,错误。
D.将Ag放入ZnSO4溶液,无明显现象,说明银的活动性不如锌活动性强,正确。
11.向和溶液中加入一定量Zn粉和Cu粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。关于该滤渣和滤液说法正确的是
A.向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生
B.滤液中一定存在
C.滤渣中一定有Ag,可能有Cu和Zn
D.滤液中一定有、和
【答案】D
【分析】结合金属活动性顺序判断反应:金属活动性>>>,因此不参与任何反应,始终留在溶液中;加入的粉优先和反应,完全反应后,粉才会和剩余的反应。 题目信息中滤液为蓝色,说明滤液中含蓝色的,代表已经参与反应,存在部分反应有剩余或完全反应两种可能,由此可推知:已经完全反应,没有剩余。
【详解】A.滤渣中没有排在氢前的金属(滤渣肯定有银,可能有铜),加稀盐酸不可能产生气泡,错误。
B.若铜是足量的,被完全反应,滤液中就没有;若的量不足,未完全反应,则有剩余。错误。
C.滤渣里一定有最先被置换出的,可能有剩余的Cu,但已经完全反应,不可能存在,错误。
D.不参与反应,始终在滤液中,反应后一定生成,蓝色滤液说明一定含,三者都一定存在,正确。
12.(2026·河南周口·三模)将一定量的铝粉加入硝酸铜、硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。若滤液呈蓝色,则滤液中一定含有的溶质是_____________;滤渣中一定含有的物质是______。
【答案】 硝酸铝、硝酸铜/、 银/Ag
【详解】依据金属活动性顺序可知:,铝加入混合溶液时优先与硝酸银反应生成硝酸铝和银,硝酸银完全反应后,铝才会与硝酸铜反应生成硝酸铝和铜。滤液呈蓝色说明含,即硝酸铜有剩余、铝已完全反应:只要反应发生就会生成硝酸铝,因此滤液一定含和剩余的;硝酸银是否被完全反应无法确定,不属于一定存在的溶质。铝优先置换银,因此滤渣中一定含;只有硝酸银完全反应后才会有铜被置换,因此铜不属于滤渣中一定含有的物质。
13.(2026·河南平顶山·三模)某同学用如图所示实验装置,探究锌、铜、银的金属活动性顺序。
(1)写出装置 A 中将锌片浸入溶液中产生的实验现象。
(2)请写出装置B中锌与硝酸银溶液发生反应的化学方程式。
(3)通过A、B实验不能完全证明三种金属的活动性顺序,为达到实验目的,该同学补充了 C 实验,请写出 C实验用到的试剂:________。(写出一组即可)
【答案】(1)锌片表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为无色
(2)
(3)铜片和AgNO3溶液或者银和Cu(NO3)2溶液
【详解】(1)锌的金属活动性比铜强,锌片浸入Cu(NO3)2溶液中,会置换出铜,同时生成硝酸锌。 实验现象:锌片表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为无色。
(2)装置B中,锌的金属活动性比银强,锌和硝酸银溶液反应生成硝酸锌和银。
(3)通过A实验可证明金属活动性:Zn > Cu,通过B实验可证明金属活动性:Zn > Ag,无法判断铜和银的活动性,因此要完整证明三种金属活动性顺序,补充的C实验可以验证铜与银的活动性,可以用铜片和硝酸银溶液或者银和硝酸铜溶液。
14.某小组要探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序。提供的药品有:打磨过的铁丝、铜丝、银丝,硫酸铜溶液、硝酸银溶液、稀盐酸。
【实验一】将铁丝插入硫酸铜溶液中,过一会儿取出。
(1)现象:铁丝表面有__色固体析出,溶液由蓝色变为__色。
(2)反应的化学方程式为__________________。
【实验二】将铜丝插入硝酸银溶液中,过一会儿取出。
(3)现象:铜丝表面有____色固体析出,溶液由无色变为__色。
(4)反应的化学方程式为__________________。
【结论与应用】
(5)三种金属的活动性由强到弱的顺序是__________。
(6)若只用铁丝、银丝和一种盐溶液来验证三种金属的活动性顺序,这种盐溶液可以是________溶液。
【答案】(1) 红 浅绿
(2)
(3) 银白 蓝
(4)
(5)铁>铜>银
(6)硫酸铜(或硝酸铜等可溶性铜盐)
【详解】(1)将铁丝插入硫酸铜溶液中,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色;
(2)铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(3)将铜丝插入硝酸银溶液中,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,实验现象为铜丝表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色;
(4)铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,反应的化学方程式为:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag;
(5)实验一中铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明金属活动性铁>铜;实验二中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,说明金属活动性铜>银,由此可得铁、铜、银的金属活动性顺序为;铁>铜>银;
(6)若只用铁丝、银丝和一种盐溶液来验证三种金属的活动性顺序,这种盐溶液可以是硫酸铜(或硝酸铜等可溶性铜盐);将铁丝放入铜的盐溶液中,铁能置换出铜,证明金属活动性:Fe>Cu;将银丝放入铜的盐溶液中,银不能发生反应,证明金属活动性:Cu>Ag;综上可得出三种金属活动性:Fe>Cu>Ag。
素养提升
15.(2026·河南周口·三模)现有X、Y、Z三种金属, 将X、Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生气泡,Y无明显现象;将Y放入Z的化合物溶液中,无明显变化。则三种金属活动性顺序为
A.X > Y > Z B.Z>Y >X C.X >Z > Y D.Y>X>Z
【答案】C
【详解】将X、Y放入稀硫酸,X产生气泡、Y无现象,说明活动性 ,将Y放入Z的化合物溶液无明显变化,说明Y不能置换Z,活动性 ,则三种金属活动性顺序为。
16.(2026·山东青岛·中考真题)欲探究Zn、Cu、Ag的金属活动性顺序,仅用组内试剂无法实现的是
A.Zn、Cu、Ag、稀硫酸 B.溶液、Cu、溶液
C.Zn、稀硫酸、Cu、溶液 D.Zn、溶液、Ag
【答案】A
【分析】金属活动性顺序:金属活动性排在氢前的金属能置换出稀酸中的氢,活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来。
【详解】A.能和稀硫酸反应产生气泡,可证明活动性强于;但、都不能和稀硫酸反应,只能证明二者活动性都弱于,无法比较和的活动性强弱,不能实现探究目的;
B.和溶液不反应,证明;和溶液反应置换出,证明,可得出活动性顺序,能实现探究目的;
C.能和稀硫酸反应、不能和稀硫酸反应,证明;能和溶液反应置换出,证明,可得出活动性顺序,能实现探究目的;
D.能和溶液反应置换出,证明;和溶液不反应,证明,可得出活动性顺序,能实现探究目的。
17.小西在实验室找到了三块未贴标签的金属片A、B、C,老师告诉他这三种金属可能是铜、锌和银。他设计了以下实验:将A放入溶液中,A表面析出红色固体;将B放入溶液中,表面生成银白色的金属。根据以上实验现象,判断三种金属的活动性顺序正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A. 将 A 放入硫酸铜溶液中,A 表面析出红色固体,说明金属活动性 A>Cu;将 B 放入硝酸银溶液中析出银白色金属,说明金属活动性 B>Ag,,三种金属为锌、铜、银,可推出 A 是锌,B 是铜,C 是银,活动性顺序为 A>B>C。
故选D。
18.(2026·河南周口·三模)向 混合溶液中加入过量锌粉,充分反应过滤,滤渣成分为
A.Zn B.Ag、 Cu C.Zn、 Ag、 Cu D.Ag
【答案】C
【详解】金属活动性顺序为 Zn > Cu > Ag。向 AgNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量锌粉,锌先与 AgNO3反应置换出银,当 AgNO3完全反应后,锌再与 Cu(NO3)2反应置换出铜。由于锌过量,最终滤渣中含有剩余的锌、被置换出的银和铜,即 Zn、Ag、Cu。因此选C。
19.(2026·内蒙古通辽·二模)兴趣小组为验证铁、铝、铜的金属活动性顺序设计了如图所示四个实验,下列说法正确的是
A.实验前无须用砂纸打磨金属
B.实验②中的现象为蓝色溶液逐渐变黄
C.通过实验④可以比较铝和铜的金属活动性强弱
D.不进行实验①③也能得出实验结论
【答案】D
【详解】A、实验前应用砂纸打磨金属,防止金属表面的氧化物或杂质影响反应进行,该选项错误;
B、实验②是铁与硫酸铜的反应,实验现象为铁表面有红色物质析出,蓝色溶液逐渐变为浅绿色,该选项错误;
C、实验④是铝与硫酸亚铁的反应,不能比较铝和铜的金属活动性强弱,该选项错误;
D、实验②证明金属活动性铁铜,实验④证明金属活动性铝铁,这两个实验可验证铁、铝、铜的金属活动性顺序,不需要进行实验①③,该选项正确;
故选:D。
20.(2026·陕西咸阳·模拟预测)某同学在一次探究活动中将金属X放入烧杯中并进行如图所示的实验,已知①中发生反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A.金属X可能为Al B.①中金属X表面有银白色固体生成
C.②中溶液质量一定增大 D.③中所得的固体中只有Mg和Ag
【答案】B
【详解】A. 由反应可知,X在化合物中显+2价;而Al形成的硝酸盐为,Al为+3价,因此X不可能是Al,错误。
B. ①中X和硝酸银发生置换反应生成银单质,银为银白色固体,因此X表面会有银白色固体析出,正确。
C. ②中溶液含有生成的,可能还有剩余的。加入镁粉后,镁优先和反应:,每24份质量的Mg反应会析出216份质量的Ag,溶液质量减小;后续镁和反应时,若X的相对原子质量大于24,溶液质量仍会减小,因此溶液质量不一定增大,错误。
D. 若镁粉足量,会先置换出Ag,再置换出X,剩余固体还含有X;若镁粉不足,固体中不含Mg,因此所得固体不一定只有Mg和Ag,错误。
21.(2026·内蒙古通辽·二模)兴趣小组为验证铁、铝、铜的金属活动性顺序设计了如图所示四个实验,下列说法正确的是
A.实验前无须用砂纸打磨金属
B.实验②中的现象为蓝色溶液逐渐变黄
C.通过实验④可以比较铝和铜的金属活动性强弱
D.不进行实验①③也能得出实验结论
【答案】D
【详解】A、实验前应用砂纸打磨金属,防止金属表面的氧化物或杂质影响反应进行,该选项错误;
B、实验②是铁与硫酸铜的反应,实验现象为铁表面有红色物质析出,蓝色溶液逐渐变为浅绿色,该选项错误;
C、实验④是铝与硫酸亚铁的反应,不能比较铝和铜的金属活动性强弱,该选项错误;
D、实验②证明金属活动性铁铜,实验④证明金属活动性铝铁,这两个实验可验证铁、铝、铜的金属活动性顺序,不需要进行实验①③,该选项正确;
故选:D。
22.(2026·陕西咸阳·模拟预测)金属活动性顺序是金属化学性质的核心内容,为了更好地掌握该知识,提升科学探究能力,兴趣小组同学选择铝、铁、铜三种常见金属,进行如下实验。
(1)若要得出3种金属的活动性顺序,①②③中至少需要做的实验是________(填数字)。
(2)上述实验结束,将三支试管中的所有物质全部倒入同一烧杯中,发现烧杯内红色固体增多,由此可知试管①中发生反应后,反应物________有剩余。
(3)烧杯④中物质充分反应后,过滤,得到滤渣和滤液,向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,滤液中一定存在的离子是________(填符号)。
【答案】(1)①②
(2)(或氯化铜溶液)
(3)
【详解】(1)①中能置换出中的,可证明活动性;②中和不反应,可证明活动性;仅①②就能得出三种金属活动性顺序,因此至少需要做实验①②。
(2)红色固体是铜,混合后红色固体增多,说明混合后又有新的铜生成:只有试管①反应后有剩余,倒入烧杯后,剩余的才会和试管②中未反应的继续反应生成更多铜,因此试管①中有剩余。
(3)向滤渣中加稀盐酸有气泡,说明滤渣中含有氢前活泼金属:活动性强于铁,不可能被置换出来,铜不与稀盐酸反应,因此有气泡说明滤渣中有过量的,说明溶液中已经完全被置换为铜单质,滤液中不存在;不参与反应,始终存在和;和反应生成,因此溶液中还有,故滤液中一定存在。
23.金属资源的回收利用以及保护是科学研究一大课题。某电镀厂从含有、和的废水中回收硫酸锌和有关金属,实验过程如图。
(1)写出步骤③发生反应的化学方程式:______________________________
(2)步骤①中加入过量锌粉的作用是_______________。
(3)固体E的成分是_________(填化学式)。
(4)步骤③中滴加适量稀硫酸的实验操作:将固体D置于烧杯中,逐滴加入稀硫酸,边加边搅拌,直到____________________(填实验现象),说明恰好完全反应。
【答案】(1)
(2)将废液中的和中的铜、铁完全置换出来
(3)
(4)不再产生气泡
【分析】本题结合金属回收流程,依据金属活动性顺序(),废液含、、,步骤①加过量锌粉后,锌会置换出铜和铁,因此滤液A为溶液,固体B为生成的、和过量的;步骤②用磁铁吸引,可分离出能被磁铁吸引的固体C(),剩余固体D为和未反应的;步骤③加适量稀硫酸,锌会和稀硫酸反应,铜不反应,最终得到固体E为铜,滤液A仍为,实现回收硫酸锌的目的。
【详解】(1)步骤③中只有锌和稀硫酸发生反应,铜不与稀硫酸反应,因此锌和硫酸生成硫酸锌和氢气,其反应的化学方程式为。
(2)加入过量锌粉是为了保证废液里的硫酸铜、硫酸亚铁完全反应,将铜和铁全部置换出来,提升金属回收率。
(3)固体D中的锌和稀硫酸反应溶解,铜不与稀硫酸反应,因此剩余固体E为。
(4)锌和稀硫酸反应会产生氢气,当锌被完全反应时,不再有气泡冒出,此时稀硫酸和锌恰好完全反应。
迁移创新
24.(2026·河北廊坊·二模)小明在验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序时创造了美丽的“金属树”。向两个放有宣纸的培养皿中分别滴入适量的溶液、溶液,再放入铁片,一段时间后观察到的实验现象如图所示。下列说法正确的是
A.得到“铜树”后的溶液一定是无色的
B.得到“铜树”的过程中,观察到产生大量气泡
C.该实验能证明Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序
D.将铁片换成锌片也能得到“铜树”和“银树”
【答案】D
【详解】A.铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,硫酸亚铁溶液为浅绿色,即使硫酸铜完全反应溶液也呈浅绿色,若硫酸铜未完全反应,溶液还会因剩余Cu2+显蓝色,因此反应后溶液一定不是无色,A错误。
B.铁和硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁,该过程没有气体生成,不会观察到大量气泡,B错误。
C.铁与硫酸铜反应,证明铁的金属活动性大于铜,铁与硝酸银反应,证明铁的金属活动性大于银,不能证明铜和银的活动性强弱,C错误。
D.金属活动性Zn>Cu>Ag,锌的活动性强于铜和银,因此锌可以分别和硫酸铜、硝酸银发生置换反应生成铜、银,同样能得到“铜树”和“银树”,D正确。
25.学习小组在实验室探究铜、锌、银三种金属活动性顺序。
【设计与实验】同学们设计并进行下图所示实验(实验中所用金属均已用砂纸打磨)。
【解释与结论】
(1)实验I中只有一支试管内出现明显现象,该试管为__________(填“A”或“B”或“C”)。
(2)实验II中反应的化学方程式为_____________________,该化学反应的基本类型是______________________,可得出金属活动性顺序铜__________银(填“<”或“>”)。
由上述实验,同学们得出三种金属的活动性顺序。
【反思与交流】
(3)若另设计一个实验方案,使用两种金属单质和一种金属的化合物溶液来验证这三种金属的活动性顺序,则这种金属化合物中含有的阳离子是__________(填离子符号)。
(4)某同学又取了金属放入试管中,滴加稀硫酸,发现有气泡产生,请你推测:金属__________(填“能”或“不能”)与硫酸铜溶液发生化学反应。
【拓展延伸】
(5)非金属单质也具有类似金属与金属化合物溶液之间的置换反应规律,即活动性较强的非金属可把活动性较弱的从其化合物溶液中置换出来,可发生下列反应:,,,则、、、活动性由强到弱顺序是__________;
【答案】(1)A
(2) 置换反应 >
(3)
(4)能
(5)
【详解】(1)金属活动性顺序表,锌在氢前面,锌和稀硫酸反应,产生气泡,铜、银在氢后面,和稀硫酸不发生反应,无现象,所以选A。
(2)略。
反应类型:单质+化合物 → 新单质+新化合物,属于置换反应。
能置换,说明金属活动性:铜 >银。
(3)思路:两金夹一盐 选活动性两头的金属Zn、Ag,中间金属的盐溶液。
Zn放入硫酸铜溶液:锌表面析出红色铜,证明Zn>Cu 。
Ag放入硫酸铜溶液:无任何现象,证明Cu>Ag。
组合得到Zn>Cu>Ag。 盐溶液溶质是硫酸铜,阳离子:。
(4)加稀硫酸有气泡,说明M在金属活动性顺序中排在H前面,而铜排在H后面,所以活动性:M>H>Cu,M比铜活泼,可以把硫酸铜中的铜置换出来。
(5)反应① 把置换出来,非金属活动性:
反应② 置换出来,非金属活动性:
反应③ 把置换出来,非金属活动性: 合并排序:。
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