化学总专项1 金属活动性顺序的探究与应用

专项1 1金属活动性顺序的探究与应用金属活动性顺序探究是安徽中考重点考查的内容之一,主要以填空题和实验探究题的形式进行考查,分值27分。考查的知识点主要是:根据反应的化学方程式或实验现象判断金属的活动性顺序;探究几种金属的活动性顺序,以及实验设计的合理性。一、探究金属活动性顺序的主要方法 二、常见金属活动性顺序的探究1.两种金属(以铁、铜两种金属为例)2.三种金属(以Fe、Cu、Ag三种金属为例)【注意事项】(1)实验前必须打磨金属表面,除去氧化膜或其他杂质。(2)做金属与酸反应的实验时一般用稀盐酸或稀硫酸,不用硝酸和浓硫酸。(3)金属与盐溶液反应,盐必须可溶于水。类型1类型2金属活动性顺序的探究金属活动性顺序的探究例1(2016辽宁大连中考)为了验证锌、铁、铜、银的金属活动性顺序,某同学进行如图所示的实验。(1)该同学能否达到实验目的?说明理由。(2)自选试剂,另外设计实验方案,证明以上四种金属的活动性顺序,写出实验操作、现象和结论。类型1类型2答案:(1)不能实验中AB不能形成对照,只能得到铜的活动性强于银(2)将相同粗细的锌丝、铁丝和铜丝分别加入相同体积、相同浓度的稀盐酸中,锌丝、铁丝表面都有气泡冒出,但是有锌丝的试管中气泡产生的快,铜丝表面没有气泡冒出,则锌、铁、铜三种金属的活动性顺序为锌铁铜;将铜丝插入硝酸银溶液中,铜片表面有银白色固体附着(或灰色固体附着),则铜的活动性比银强(或其他合理答案)结论:金属活动性顺序为锌铁铜银类型1类型2解析:(1)试管A中为锌片,试管B中为铁丝,二者的状态不同,没法形成对比;试管C仅能比较得到铜的活动性强于银。(2)金属的活动性顺序中,锌和铁排在氢的前面,铜和银排在氢的后面,可将相同粗细的锌丝、铁丝和铜丝分别加入相同体积相同浓度的稀盐酸中,锌丝、铁丝表面都有气泡冒出,但是有锌丝的试管中气泡产生的快,因此锌比铁活泼,铜丝表面没有气泡冒出,说明三种金属的活动性顺序为锌铁铜;再将铜丝插入硝酸银溶液中,铜片表面有银白色固体附着(或灰色固体附着),因此铜的活动性比银强。方法总结实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一,设计实验方案时,要注意用最少的药品和最简单的方法;对实验设计方案的评价,要从三个方面考虑,一是方案是否可行,能否达到实验目的;二是实验操作是否简便;三是实验过程中要注意控制变量。类型1类型2金属活动性顺序的应用金属活动性顺序的应用例2(2017江苏无锡中考)在FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入Zn粉,下列说法错误的是()A.若反应完成后Zn无剩余,溶液中若有CuCl2,则一定有FeCl2B.若反应完成后Zn无剩余,溶液中若无CuCl2,则可能有FeCl2C.若反应完成后Zn有剩余,则溶液中有ZnCl2,无CuCl2和FeCl2D.若反应完成后Zn有剩余,则溶液中有ZnCl2,无CuCl2,可能有FeCl2答案:D类型1类型2解析:在FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入Zn粉,Zn粉会先与氯化铜反应,氯化铜反应完后,再与氯化亚铁反应,所以若反应完成后Zn无剩余,溶液中若有CuCl2,说明氯化铜没有完全反应,则溶液中一定有FeCl2,A项正确;若反应完成后Zn无剩余,溶液中若无CuCl2,加入的锌可能与氯化亚铁发生了置换反应,也可能没有,则溶液中可能有FeCl2,B项正确;若反应完成后Zn有剩余,锌会与氯化铜、氯化亚铁完全反应,则溶液中有ZnCl2,无CuCl2和FeCl2,C项正确,D项错误。规律总结根据金属活动性顺序可知,排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,且优先将金属活动性较弱的金属置换出来。12345678910111.(2017江西中考)我省明代科学家宋应星所著的天工开物中,详细记述了金、铜、铁、锌等金属的开采和冶炼方法,记述的金属中金属活动性最强的是(D)A.金 B.铜C.铁 D.锌12解析:根据金属活动性顺序可知,题中金属的活动性顺序为锌铁铜金,所以D项符合题意。12345678910112.(2017浙江温州中考)在柠檬中插入两种不同的金属可以制得水果电池。相同条件下,水果电池的电压与两种金属的活动性差异大小有关。下列柠檬电池的两种金属,活动性差异最大的是(C)12解析:根据金属活动性顺序:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au可知,柠檬电池的两种金属活动性差异最大的是铝与银。12345678910113.(2017山东临沂中考)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正确的是(B)A.XYZB.XZYC.YZXD.ZYX12解析: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、Y、Z中X的活动性最强;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表面没有变化,说明Z的活动性比银强,Y的活动性比银弱,即金属活动性:ZAgY,故这三种金属的活动性由强到弱的顺序为XZY。12345678910114.某化学兴趣小组,为了验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,设计了如下图所示的四个实验方案,其中不能达到实验目的的是(B)12123456789101112解析:A项,铁与CuSO4溶液反应能置换出铜,说明活动性:铁铜,银与CuSO4溶液不反应,说明活动性:铜银,由此可得三种金属的活动性:铁铜银,A项能达到实验目的;B项,Cu、Ag与FeSO4溶液均不反应,说明活动性:铁铜,铁银,但无法确定银和铜的活动性强弱,B项不能达到实验目的;C项,铁与稀盐酸反应可置换出氢气,说明活动性:铁氢,铜与稀盐酸不反应,说明活动性:氢铜,铜与硝酸银溶液反应可置换出银,说明活动性:铜银,由此可得三种金属的活动性:铁铜银,C项能达到实验目的;D项,铁与CuSO4溶液反应可置换出铜,说明活动性:铁铜,铜与硝酸银溶液反应可置换出银,说明活动性:铜银,由此可得三种金属的活动性:铁铜银,D项能达到实验目的。12345678910115.(2017四川成都中考)如图所示反应,下列有关说法错误的是(D)铝丝与硫酸铜溶液反应A.铝丝需要用砂纸打磨B.溶液由蓝色变为无色C.金属活动性强弱:AlCu12123456789101112解析:铝丝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,铝丝需要用砂纸打磨,除去表面的氧化铝薄膜,A项正确;铝与硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜,溶液由蓝色变为无色,B项正确;铝能与硫酸铜溶液反应,说明Al的金属活动性比Cu的强,C项正确;D项中的化学方程式中硫酸铝的化学式书写错误,正确的化学方程式为2Al+3CuSO4 3Cu+Al2(SO4)3,D项错误。12345678910116.(2017湖北荆门中考)向AgNO3溶液中加入一定量的Mg粉和Cu粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色的滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法:向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生;向滤液中加入稀盐酸一定有沉淀产生;滤渣中一定有Ag;滤液中一定有Cu(NO3)2,一定不含AgNO3,可能有Mg(NO3)2,以上说法中正确的个数为(A)A.1B.2C.3D.412解析:充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色的滤液,说明镁已经完全反应,铜和硝酸银反应生成了硝酸铜和银,向滤渣中加入稀盐酸,不可能有气泡产生,不正确;铜和硝酸银反应时,如果硝酸银有剩余,向滤液中加入稀盐酸一定有沉淀产生,如果硝酸银没有剩余,则向滤液中加入稀盐酸没有沉淀产生,不正确;滤渣中一定有Ag,正确;滤液中一定有Mg(NO3)2和Cu(NO3)2,可能含AgNO3,不正确。12345678910117.(2017安徽合肥45中模拟)某校化学活动小组为探究X、Y、Z三种金属与酸的反应情况,进行了如下实验:取等质量的X、Y、Z分别与足量的溶质质量分数相等的稀硫酸反应,都生成+2价金属的硫酸盐,反应情况如图所示。下列对该图像理解的叙述中,正确的是(C)A.金属活动性由强到弱:XYZB.X、Y、Z依次可能是Mg、Zn、FeC.金属活动性由强到弱:XZYD.相对原子质量的大小:ZXY12123456789101112解析:根据图像可以看出,X的斜线最陡,反应速率最快,Y的斜线最平缓,反应速率最慢,故金属活动性顺序为XZY,故A项错误,C项正确;结合在金属活动性顺序中,金属活动性:MgZnFe,故X是Mg、Y是Fe、Z是Zn,故B项错误;等质量的X、Y、Z分别与足量的溶质质量分数相等的稀硫酸反应,都生成+2价金属的硫酸盐,则金属的相对原子质量越大,反应生成氢气的质量越小,所以相对原子质量由大到小的顺序是ZYX,故D项错误。12345678910118.(2017浙江杭州中考)在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜),往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条,观察到如下现象:镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质,经检验发现生成的固体物质中有单质银;镁条表面有明显的气泡现象,经检验发现气泡中有氢气。对于上述实验现象的分析错误的是(C)A.镁能从硝酸银溶液中置换出银B.镁与硝酸银溶液反应会生成氢气C.镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3+Mg Mg(NO3)2+2AgD.根据该实验可判断镁比银的金属活动性强12123456789101112解析:镁条和硝酸银溶液反应后,镁条表面迅速生成单质银,镁条表面也会生成氢气,A项、B项正确;通过分析可知,镁既会置换出硝酸银中的银,也能和硝酸银溶液反应生成氢气,故C项错误;排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,所以根据该实验可判断镁比银的金属活动性强,故D项正确。12345678910119.李老师拿来铁、铜、银三种金属,要求同学们设计实验探究它们的活动性顺序。(1)一组同学做了如图三个实验,未能确定其活动性顺序的原因是,小明提出再补充实验,就可验证出这三种金属的活动性顺序,写出实验中发生反应的化学方程式:。(2)二组同学认为上述实验(填序号)可以不做,也能判断出三种金属的活动性顺序。(3)三组同学认为改用三种药品也可验证出铁、铜、银的活动性顺序,这三种药品是。12123456789101112答案:(1)铜、银都不与稀盐酸反应Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag(2)(3)铁、硫酸铜溶液、银(或硫酸亚铁溶液、铜、硝酸银溶液)解析:(1)一组同学做了如图三个实验,未能确定Fe、Cu、Ag的活动性顺序的原因是铜、银都不与稀盐酸反应,再补充实验利用铜与硝酸银溶液的反应,就可验证出这三种金属的活动性顺序,实验中发生反应的化学方程式是Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag。(2)通过可以说明在金属活动性顺序中,铁排在氢的前面,通过可以说明铜排在氢的后面,通过可以说明铜比银活泼,上述实验可以不做,也能判断出三种金属的活动性顺序。(3)三组同学认为改用三种药品也可验证出铁、铜、银的活动性顺序,可以利用“两盐夹一金”或“两金夹一盐”的方法,选用的药品是铁、硫酸铜溶液、银或硫酸亚铁溶液、铜、硝酸银溶液。123456789101110.(2017四川内江中考)金属及其金属制品对人类社会的发展有着极其重要的作用。(1)铜锌合金的外观与黄金极为相似,市场上一些不法分子以假乱真,祸害百姓。利用简单的化学知识,将其放入稀盐酸中,观察是否有产生即可鉴别其真伪。(2)铝、铁、银是日常生活中经常接触到的三种金属,对Al、Fe、Ag三种金属的活动性顺序进行探究,能达到目的的一组试剂是(填序号)。Ag、FeCl2溶液、AlCl3溶液Fe、AlCl3溶液、AgNO3溶液Ag、Fe、AlCl3溶液12123456789101112答案:(1)气泡(2)解析:(1)将其放入稀盐酸中,如果不产生气泡,说明是金;如果产生气泡,说明是铜锌合金。(2)把Ag分别伸入FeCl2溶液、AlCl3溶液中,都无明显现象,说明银不如铁和铝活泼,但是无法确定铝和铁的活动性强弱;把Fe分别伸入AlCl3溶液、AgNO3溶液中,铁表面附着一层银白色固体的原溶液是硝酸银溶液,说明铁比银活泼,无明显现象的原溶液是氯化铝溶液,说明铁不如铝活泼,能比较Al、Fe、Ag三种金属的活动性;把Ag、Fe分别伸入AlCl3溶液中,都无明显现象,说明铝最活泼,无法确定银和铁的活动性强弱;由以上分析可知,能达到目的的一组试剂是Fe、AlCl3溶液、AgNO3溶液。123456789101111.如图实验操作流程图中的A、B、C分别是Al、Fe、Cu中的一种。请回答以下问题:(1)A是,B是。(填化学式)(2)A、B、C三种金属的活动性顺序是。(3)写出步骤所涉及的一个化学方程式。(4)操作a的名称是。(5)步骤所发生化学反应的基本类型是(填“化合”“分解”“置换”或“复分解”)反应。12123456789101112解析:(1)由金属Al、Fe、Cu的活动性顺序是AlFeCu和实验操作流程图可知,金属B不能与稀硫酸反应,则金属B应是铜,又金属C能将金属A从溶液中置换出来,说明金属C是铝,金属A是铁。(2)由于金属C是铝,A是铁,B是铜,所以,A、B、C三种金属的活动性顺序是CAB。(3)步骤所涉及的反应有铝和铁与稀硫酸的反应,反12345678910111212.(2017山东聊城中考)某化学兴趣小组的同学,为了比较金属R与铁、铜的金属活动性强弱,进行如下探究活动:【查阅资料】铁的活动性比铜的强。【进行猜想】对三种金属的活动性顺序做出如下猜想:猜想一:RFeCu;猜想二:;猜想三:FeCuR。【收集证据】为了验证哪一种猜想成立,甲、乙、丙三位同学分别展开实验探究。123456789101112123456789101112写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式:。【交流反思】三位同学交流讨论后认为,比较金属活动性强弱的方法有多种。【归纳总结】他们总结得出比较金属活动性强弱的常见方法有:(1)金属与氧气反应的难易和剧烈程度;(2)金属与酸溶液是否反应或反应的剧烈程度;(3)金属与是否反应。123456789101112答案:【进行猜想】FeRCu【收集证据】R丝表面附着一层红色固体快不能燃烧3Fe+2O2 Fe3O4【归纳总结】其他金属的盐溶液解析:【进行猜想】有以下几种猜想:猜想一:RFeCu;猜想二:FeRCu;猜想三:FeCuR。【收集证据】比较活泼的金属能够把不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来,金属越活泼,和酸反应的速率越快,越容易和氧气反应。铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁。【归纳总结】比较金属活动性强弱的常见方法有:金属与氧气反应的难易和剧烈程度;金属与酸溶液是否反应或反应的剧烈程度;金属与其他金属的盐溶液是否反应。