第八單元金屬和金屬材料課題2金屬的化學性質第2課時金屬活動性順序一、知識必備知識點1金屬與金屬化合物溶液的反應1．在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強；2．在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸（不可以用濃硫酸和硝酸）中的氫；3．在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來；注意：鉀、鈣、鈉不符合這一條。它們會先和水反應生成堿和氫氣，然后堿和鹽反應；4．在活動性順序中，金屬的距離大的，反應先發生。一個置換反應結束后，另一個置換反應才會發生。如在硫酸亞鐵和硫酸銅的混合溶液中加入鋅粒，鋅會先和硫酸銅反應，反應完畢后鋅才和硫酸亞鐵反應。5.金屬化合物必須溶于水；AgCl不溶于水，不能用于和金屬發生置換反應；6.K、Ca、Na太活潑，常溫下和水反應，不能置換出金屬化合物中的金屬。知識點2金屬活動性順序及其探究1.常見金屬在溶液中的活動性順序：(巧記：撿個大美女；身體細纖輕；總共一百斤)鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛(氫)銅汞銀鉑金KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu2.比較Cu、Fe、Ag三種金屬的活動性順序（1）使用鐵、銀和溶液，一次性得出結果：操作及現象：把鐵、銀分別放入硫酸銅溶液中，銀表面沒有現象；而鐵表面會附著一層紅色物質，并且溶液會由藍色逐漸變為淺綠色。（2）使用銅、硫酸亞鐵溶液和硝酸銀溶液，一次性得出結果：操作及現象：把銅分別放入硫酸亞鐵溶液和硝酸銀溶液中，硫酸亞鐵溶液沒有現象；而在硝酸銀溶液中，銅表面會附著一層白色物質，溶液由無色逐漸變為藍色。（3）選用試劑時，要根據金屬活動性順序表將三種金屬排序，然后將排在中間的金屬變成鹽溶液，或者將排在兩邊的金屬變成鹽溶液，這樣才能一次性得出結果。二、典例展示考點1金屬與金屬化合物溶液的反應【典例解析】例1向AgNO3溶液中加入一定量的鋅粉，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液。下列分析正確的是（）A．濾液中一定含有Zn2+ B．濾渣中一定沒有Zn C．濾液中一定沒有Ag+ D．在濾液中加入稀鹽酸一定有白色沉淀生成【答案】A【解析】鋅和硝酸銀反應生成硝酸鋅和銀，故濾液中一定含硝酸鋅，一定含鋅離子，符合題意；鋅和硝酸銀反應生成硝酸鋅和銀，鋅可能過量，故濾渣中一定含銀，可能含鋅，不符合題意；鋅和硝酸銀反應生成硝酸鋅和銀，硝酸銀可能過量，故濾液中一定含鋅離子，可能含銀離子，不符合題意；硝酸銀可能過量，也可能完全反應，故在濾液中加入稀鹽酸，可能有白色沉淀生成，不符合題意。故選A。例2（2023春?江岸區月考）向5.6g鐵粉中先逐滴加入一定量的Cu（NO3）2溶液，充分反應后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固體質量與所加溶液總質量的關系如圖所示，下列說法正確的是（）A．所加溶液質量為M1g時，生成Cu的質量為m1g B．a～b段和b～c段溶液中的溶質均為Fe（NO3）3 C．c點對應的剩余固體中含有Cu、Ag D．e點溶液中只含AgNO3【答案】C【解析】所加溶液質量為M1g時，m1g為生成銅的質量與剩余鐵的質量總和，所以生成銅的質量不等于m1g，故A錯誤；a～b段，鐵和硝酸銅反應生成硝酸亞鐵和銅，b～c段，鐵和硝酸銀反應生成硝酸亞鐵和銀，所以a～b段和b～c段溶液中的溶質均為Fe（NO3）2，故B不正確；a～b段，是鐵和硝酸銅的反應，b點鐵有剩余，b點固體為鐵和銅，b～c段，是鐵和硝酸銀的反應，且鐵被完全反應，則c點含有Cu、Ag，故C正確；e點溶液中溶質是過量的硝酸銀、反應生成的硝酸亞鐵和硝酸銅，故D錯誤。故選C。【變式題】1．在CuCl2和AlCl3的混合溶液中，加入過量的鋅粉，充分反應后過濾，留在濾紙上的物質和濾液中物質分別是（）A．固體Cu，濾液ZnCl2 B．固體Cu和Al，濾液ZnCl2、AlCl3 C．固體Zn和Cu，濾液ZnCl2、AlCl3 D．固體Cu，濾液CuCl2、AlCl3【答案】C【解析】在CuCl2和AlCl3的混合溶液中只有銅排在鋅的后面，所以銅全部被置換出來，而鋁不會被過濾出來，由于加入過量的鋅粉，所以還含有鋅。濾液為氯化鋅和未反應的氯化鋁；濾紙上的固體Zn和Cu，濾液ZnCl2、AlCl3。故選：C。2．向一定質量FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐漸加入足量的鋅粒，下列圖象不能正確反映對應關系的是（）A．B． C．D．【答案】D【解析】向一定質量FeCl2和CuCl2的混和溶液中逐漸加入足量的鋅粒，鋅先與氯化銅溶液反應生成氯化鋅溶液和銅，銅的質量逐漸增加，至氯化銅完全反應不再發生改變，故A正確；向一定質量FeCl2和CuCl2的混和溶液中逐漸加入足量的鋅粒，鋅先與氯化銅溶液反應生成氯化鋅溶液和銅，反應的化學方程式為Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu,Zn+FeCl2=FeCl2+Fe每65g的鋅可置換出64g的銅，每65g的鋅可置換出56g的鐵，溶液的質量應增加，故B正確；向一定質量FeCl2和CuCl2的混和溶液中逐漸加入足量的鋅粒，鋅先與氯化銅溶液反應生成氯化鋅溶液和銅，氯化銅反應完，鋅才能與氯化亞鐵溶液反應生成氯化鋅溶液和鐵，氯化亞鐵的質量逐漸減少，最終完全反應，減少至0，故C正確；隨著反應的進行，氯化鋅的質量逐漸增加，至完全反應不再發生改變，但是剛開始溶液中的氯化鋅為0，故D錯誤。考點2金屬活動性順序及其探究例3為驗證鐵、銅、鋁三種金屬的活動性順序，可選用的一組物質是（）A．FeSO4溶液、Cu、Al2（SO4）3溶液 B．CuSO4溶液、Fe、Al C．CuSO4溶液、Fe、Al2（SO4）3溶液 D．Al2（SO4）3溶液、Fe、Cu【答案】C【解析】銅和硫酸亞鐵溶液、氯化鋁溶液都不反應，只能說明鐵和鋁均比銅活潑，但是無法判斷鐵和鋁的金屬活潑性順序，故不符合題意；Fe能和CuSO4溶液反應，說明鐵比銅活潑，鋁能和硫酸銅反應，說明鋁比銅活潑，但是無法判斷鐵和鋁的金屬活動性順序，故不符合題意；鐵能和硫酸銅溶液反應，說明鋁比銅活潑，鐵不能和硫酸鋁溶液反應，說明鋁比鐵活潑，即可說明三種金屬的活動性順序為：鋁＞鐵＞銅，故符合題意；Cu、Fe均不能和硫酸鋁溶液反應，只能說明鋁比鐵和銅活潑，但是無法判斷鐵和銅的金屬活動性順序，故不符合題意。故選C。例4（2022秋?豐南區期末）為探究鐵、銅、M三種金屬的活動性，某同學做了如下實驗。則三種金屬的活動性由強到弱的順序是（）實驗操作現象產生氣泡無明顯現象M絲表面析出紅色固體A．鐵M銅 B．M鐵銅 C．鐵銅M D．銅M鐵【答案】A【解析】將M加入稀鹽酸中，產生氣泡，說明在金屬活動性順序里，M排在氫前；將M放入硫酸亞鐵溶液中，無明顯現象，M與硫酸亞鐵不反應，則鐵比M活潑；將M放入硫酸銅溶液中，M絲表面析出紅色固體，M能與硫酸銅反應，說明M比銅活潑；故三種金屬的活動性順序為：鐵＞M＞銅。故選A。【變式題】3．（2023春?衡東縣期中）有X、Y、Z三種金屬，如果把X和Y分別放入稀硫酸中，X溶解并產生氫氣，Y不反應；如果把Y和Z分別放入硝酸銀溶液中，過一會兒，在Y表面有銀析出，而Z沒有變化。根據以上實驗事實，判斷這三種金屬的活動性由強到弱的順序為（）A．Z、Y、X B．X、Y、Z C．Y、X、Z D．X、Z、Y【答案】B【解析】由題中把X和Y分別放入稀硫酸中，X可以反應產生氫氣，Y不反應，可知X位于氫之前，Y位于氫后；而把Y和Z放入硝酸銀溶液中，過一會兒，在Y表面有銀析出，Z表面沒有變化，說明Y位于銀之前，Z位于銀之后，就是說X、Y、Z的金屬活動性順序由強到弱應是X、Y、Z．我們據此對四個選項判斷即可。故選B。4．下列比較金屬活動性強弱的實驗設計、現象和結論均正確的是（）選項實驗設計現象結論（金屬的活動性）A將鋁絲放入硫酸銅溶液中無現象Cu＞AlB分別將相同形狀的鎂條和鋁條點燃放入盛氧氣的集氣瓶中鋁條燃燒的更劇烈Al＞MgC分別將鋅粉與鐵絲放入相同濃度的稀鹽酸中鋅粉產生氣泡的速率比鐵絲快Zn＞FeD分別將鐵絲與銅絲放入相同濃度的稀鹽酸中鐵絲表面產生氣泡，銅絲無現象Fe＞CuA．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】由于鋁的金屬活動性比銅強，因此將鋁絲放入硫酸銅溶液中時，應會看到在鋁絲表面生成一層紅色物質，故A錯誤；由于鎂的金屬活動性比鋁強，因此分別將相同形狀的鎂條和鋁條點燃放入盛氧氣的集氣瓶中時，鎂條應比鋁條燃燒的劇烈，故B錯誤；由于鋅的金屬活動性比鐵強，因此和相同的酸溶液反應時，鋅的反應現象更加劇烈，但由于所用的金屬是鋅粉和鐵絲，因此不能說明問題，故C錯誤；由于鐵在氫前，而銅在氫后，鐵絲可以和稀鹽酸反應，而銅絲不能和稀鹽酸反應，故D正確。故選D。三、課后好題精練夯實基礎1.（2023·武漢江岸區月考）下列不能與氯化亞鐵溶液反應的金屬是（A）A．CuB．ZnC．AlD．Mg2．現有鋅片和銅片，要驗證金屬的活動性，提供的下列試劑不能達到實驗目的的是（B）A．硫酸鋅溶液 B．硝酸銀溶液 C．稀鹽酸 D．硫酸亞鐵溶液3．某金屬R與硫酸銅溶液反應的化學方程式為R+CuSO4═RSO4+Cu，下列說法錯誤的是（C）A．R的金屬活動性比銅強 B．若R為鐵，反應后其表面會附著紅色固體 C．R可能是Al D．若R為鐵，反應后固體的質量會增大4．（2022秋?石家莊新華區期末）利用下列各組物質不能驗證Fe、Mg、Cu三種金屬活動性順序的是（B）A．Cu、Mg、FeSO4溶液 B．Cu、MgCl2溶液、FeCl2溶液 C．Mg、Fe、Cu、稀鹽酸 D．Fe、Cu、稀硫酸、MgCl2溶液5．（2022秋?荊門期末）在FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的Zn粉，下列說法錯誤的是（A）A．若反應完成后鋅無剩余，則溶液質量變小 B．若反應完成后鋅無剩余，且溶液中有CuCl2，則溶液中一定有FeCl2 C．若反應完成后溶液依然還有藍色，則過濾后的固體中一定只有一種物質 D．若反應完成后鋅有剩余，則溶液中為無色6．波爾多液由硫酸銅、生石灰加水配制而成。在燒杯中加入少量波爾多液，向其中加入過量稀鹽酸，待溶液澄清后，再放入一個表面光亮的鐵釘，下列實驗現象或結論錯誤的是（C）A．鐵釘表面有無色氣泡生成 B．溶液顏色逐漸由藍色變為淺綠色 C．鐵釘表面有白色金屬析出 D．該實驗說明鐵的金屬活動性比銅強7．下列各組物質能驗證Fe、Cu、Ag三種金屬活動性強弱的是（C）A．Fe、Cu、Ag、稀鹽酸 B．FeSO4溶液、Cu、Ag C．Fe、CuSO4溶液、Ag D．FeSO4溶液、CuSO4溶液、Ag8．化學小組為探究鋁、銅、銀三種金屬的活動性順序，設計了如圖所示實驗方案。下列說法中不正確的是（C）A．由實驗丙可得出金屬活動性：Al＞Ag B．只由實驗甲、乙可得出金屬活動性：Al＞Cu＞Ag C．只由實驗甲、丙可得出金屬活動性：Al＞Cu＞Ag D．實驗甲中的Al2（SO4）3溶液改為Al（NO3）3溶液也能完成實驗9．（2023?宜賓）將一定量的鋅粉加入盛有AgNO3溶液的燒杯中，不斷攪拌，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液，向濾渣中加入足量稀鹽酸，攪拌，濾渣部分溶解，有氣泡產生，下列說法錯誤的是（C）A．濾渣中有Zn和Ag B．金屬活動性：Zn＞Ag C．濾液中含Zn（NO3）2和AgNO3 D．上述過程中只發生置換反應10．（2023?聊城）為證明Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性強弱，下列實驗方案能達到目的的是（B）A．將Fe、Cu、Ag分別放入稀鹽酸中 B．將Cu分別放入FeCl2、AgNO3溶液中 C．將Cu、Ag分別放入FeSO4溶液中D．將Fe放入稀鹽酸、Cu放入AgNO3溶液中11．（2023?自貢）現有體積大小相同的三種金屬X、Y、Z，分別放入三份溶質質量分數相等的足量稀硫酸中，X不發生反應，Y、Z反應生成氫氣的質量與反應時間的關系如圖所示。X、Y、Z的金屬活動性順序正確的是（D）X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y C．Y＞Z＞X D．Z＞Y＞X12．金屬的使用在我國有著悠久的歷史，促進了社會的發展。《浸銅要略序》中記載：“山麓有膽泉（硫酸銅），土人汲以浸鐵，鍛煉成銅”，其原理是Fe和CuSO4溶液的反應。寫出該反應的化學方程式Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，該化學反應說明鐵的金屬活動性比銅強（填“強”或“弱”）。能力提升13.（2023?郴州）為驗證鐵、銅、銀三種金屬的活動性順序，小東設計了如下所示的兩組實驗。下列說法正確的是（A）A．通過實驗①、②能夠驗證三種金屬的活動性順序 B．實驗②中發生的反應是：2Ag+CuSO4═Ag2SO4+CuC．實驗①中溶液質量逐漸增大 D．實驗①中溶液顏色由藍色變為黃色14．下列比較金屬活動性強弱的實驗設計、現象和結論均正確的是（D）選項實驗設計現象結論（金屬的活動性）A將鋁絲放入硫酸銅溶液中無現象Cu＞AlB分別將相同形狀的鎂條和鋁條點燃放入盛氧氣的集氣瓶中鋁條燃燒的更劇烈Al＞MgC分別將鋅粉與鐵絲放入相同濃度的稀鹽酸中鋅粉產生氣泡的速率比鐵絲快Zn＞FeD分別將鐵絲與銅絲放入相同濃度的稀鹽酸中鐵絲表面產生氣泡，銅絲無現象Fe＞CuA．A B．B C．C D．D15．將足量的鋅粉加入硝酸銅和硝酸亞鐵的混合溶液中，測得溶液的質量變化趨勢如圖所示，下列說法不正確的是（B）A．ab段金屬固體的質量減小 B．bc段時，溶液由藍色逐漸變為無色 C．c點時，溶液中的溶質成分為硝酸鋅 D．d點時，金屬固體的成分為銅、鐵、鋅16．向一定質量的Mg（NO3）2和Cu（NO3）2混合溶液中加入a克鋅粉和鐵粉的混合物，充分反應后過濾，得到不飽和的濾液和濾渣，將濾渣洗滌、干燥后再稱量，得到的固體質量仍為a克。下列分析合理的是（C）A．濾渣中可能有銅 B．向濾渣中加稀鹽酸，不可能有氣泡產生 C．濾液中一定有Mg（NO3）2、Zn（NO3）2和Fe（NO3）2，可能有Cu（NO3）2 D．濾液中溶質的質量一定大于原混合溶液溶質的質量17．（2023春?皇姑區月考）能驗證Mg、Zn、Cu三種金屬活動性順序的一組試劑是（B）①Zn、Mg、Cu、稀硫酸②Mg（NO3）2溶液、Zn、Cu（NO3）2溶液③Mg（NO3）2溶液、Zn（NO3）2溶液、Cu④Zn、Cu、Mg（NO3）2溶液、稀硫酸A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④【答案】B【解析】①金屬活動性順序表中，鋅和鎂都排在氫前后，都能與稀硫酸反應，鎂與酸反應速率快，鎂的活動性強于鋅，銅與稀硫酸不反應，活動性最弱，故①可以驗證三種金屬活動性順序；②鋅能與硝酸銅反應，說明鋅活動性比銅強，鋅與硝酸鎂不反應，說明鎂的活動性強于鋅，故②可以驗證三種金屬活動性順序；③銅與硝酸鎂和硝酸鋅都不反應，銅的活動性最弱，無法判斷鋅和鎂的活動性強弱，故③不能驗證三種金屬活動性順序；④鋅、銅都不能與硝酸鎂反應，鎂的活動性最強，鋅能與稀硫酸反應，銅不能，鋅的活動性強于銅，故④可以驗證三種金屬活動性順序。故選B。18．硫酸鹽的結晶水合物通常稱為“礬”，我國多部古籍都有記載。（1）東漢《神農本草經》記載，膽礬能“化鐵為銅”。膽礬的化學式為CuSO4?5H2O，膽礬受熱失去結晶水的過程屬于化學（選填“物理”或“化學”）變化；將鐵片浸入硫酸銅溶液可實現“化鐵為銅”，反應的化學方程是Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，說明鐵的金屬活動性比銅強（選填“強”或“弱”）。（2）明代《天工開物》記載，綠礬可用黃鐵礦為原料制得。綠礬的化學式為FeSO4?7H2O。FeSO4?7H2O屬于純凈物（選填“純凈物“或”混合物）。19．