第2章物質轉化與材料利用2.2-2金屬的化學性質（二）金屬活動性順序目錄 1 2 4 4【基礎鞏固練】 4【發散思維練】 8【核心素養練】 11【中考提分練】 121.金屬活動性順序金屬活動性順序判斷依據金屬的位置越靠前，它的活動性就越強位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的可溶性鹽溶液里置換出來應用舉例Mg+2HCl===MgCl2+H2↑Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑反應的劇烈程度：Mg>Zn>Fe2Al＋3H2SO4(稀)===Al2(SO4)3＋3H2↑Cu＋H2SO4(稀)===(不反應)Al位于氫前，而Cu位于氫后2Al+3CuSO4===3Cu+Al2(SO4)3Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2AgCu+Al2(SO4)3===(不反應)活動性：Al>Cu>Ag說明①很活潑的金屬，如K、Ca、Na易與水反應，置換出氫，如：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑；②K、Ca、Na與不活潑金屬的鹽溶液的反應為：先與溶液中的水反應生成氫氧化物，氫氧化物再與鹽反應，沒有不活潑金屬單質生成；③金屬活動性順序可以作為金屬能否在溶液中發生置換反應的一種判斷依據；④不能用金屬活動性順序來說明非水溶液中的置換反應，如氫氣還原CuO等【注意】金屬活動性是指金屬原子在溶液中失去電子的能力。金屬的位置越靠前，金屬在溶液中就越容易失去電子變成離子，它的活動性就越強。2.金屬活動順序的主要應用（1）金屬與酸、鹽溶液的反應應用廣泛，例如幫助我們對以下問題做出判斷：①不能用錫壺裝酸性物質。因為錫排在氫的前面，會腐蝕錫壺。②不能用鐵制的容器配制浸種用的波爾多液(含硫酸銅)。因為在金屬活動性順序表中，鐵排在銅的前面，能把銅從它的鹽的水溶液中置換出來，使藥效降低。（2）濕法煉銅的原理先用硫酸將銅礦中的銅轉變成可溶性的硫酸銅，再將鐵放入硫酸銅溶液中把銅置換出來，此過程中金屬鐵失去電子的能力比銅強，變成亞鐵離子進入溶液，而銅離子得到電子變成了金屬銅。1.金屬活動性的實驗驗證方法首先應對金屬活動性順序有清晰的記憶，常見金屬的活動性順序為：金屬活動性順序可以作為金屬能否與不同物質的溶液發生置換反應的一種判斷依據，同時也幫助我們確定了金屬的活動性。(1)三種金屬活動性的實驗設計如驗證Zn、Cu、Ag三種金屬的活動性，方法1：取活動性居中的金屬單質，如取Cu絲，而Cu兩邊的金屬取其鹽溶液，如ZnCl2溶液和AgNO3溶液，然后將Cu絲分別伸入兩溶液中，通過是否有金屬被置換出來而確定金屬的活動性。即“中間的金屬，兩端的溶液”的方法。方法2：將金屬活動性居中的金屬的鹽溶液，例如取CuSO4溶液，而Cu兩邊的金屬取其單質，如Zn片和Ag片，然后分別將Zn片和Ag片放入CuSO4溶液中，根據是否有紫紅色的銅被置換出來確定金屬的活動性。即“中間的溶液，兩端的金屬”的方法。(2)比較四種金屬活動性的實驗設計如驗證Mg、Zn、Cu、Ag的活動性。一般情況下四種金屬可分成兩類：一類氫前金屬，一類氫后金屬，所以通常先取四種金屬的單質和鹽酸或稀硫酸，然后分別將四種金屬放于鹽酸或稀硫酸中，根據是否有氣泡產生，來確定Mg、Zn比Cu、Ag活潑，同時又可根據產生氣泡速率的快慢來確定Mg比Zn活潑。氫后金屬，可根據金屬單質與金屬的鹽溶液的置換反應來確定Cu比Ag活潑(如將Cu絲放人AgNO3溶液中)。【拓展】根據金屬與金屬的鹽溶液的反應判斷濾液、濾渣的成分。如向CuSO4、AgNO3混合液中加鐵粉反應后過濾，判斷濾液和濾渣成分。鐵與CuSO4、AgNO3溶液反應有先后順序，如果鐵足量，先將AgNO3完全置換后再置換CuSO4，那么溶液中只有FeSO4，如果鐵的量不足，依據“先后原則”分別討論濾液和濾渣的成分。2.金屬與酸反應的圖像分析活潑金屬與稀硫酸(或鹽酸)反應有多個變量：金屬與稀H2SO4(或鹽酸)反應的速率、金屬的質量、產生氫氣的質量等，將這些變量放在曲線中考査，曲線的斜率表示反應速率，曲線長短表示金屬的量，曲線的高低表示氫氣的質量?？勺魅缦路治觯焊鶕饘倩顒有皂樞蚺袛嘟饘倥c酸反應的速率或根據反應速率判斷金屬活動性順序。如相同質量的鎂、鋅、鐵三種金屬與等量同濃度的稀H2SO4反應產生氯氣的速率是Mg>Zn>Fe。(1)等質氫圖兩種金屬反應產生的氫氣質量相同，如圖反映兩種情況：①稀H2SO4(或鹽酸)不足，金屬過量，產生的氫氣質量由稀H2SO4(或鹽酸)的質量決定。②稀H2SO4(或鹽酸)足量，投放的兩種金屬與稀H2SO4(或鹽酸)反應產生氫氣的質量恰好完全相同，如6.5g鋅和5.6g鐵分別投人足量的鹽酸中反應產生的氫氣質量相同。(2)等質等價金屬圖如等質量的鎂、鐵、鋅與足量的稀H2SO4(或鹽酸)反應生成的金屬離子都是+2價，產生氫氣的速率和質量不同。如圖反映出：①金屬越活潑，圖示反應物的線越陡，如Mg線比Zn線陡，Zn線比Fe線陡。②金屬的相對原子質量越小，與酸反應產生的氫氣越多，曲線的拐點越高?？珊唵胃爬椋涸蕉冈交?，越高越小。(3)等質不等價金屬圖鋁、鎂、鋅與稀H2SO4(或鹽酸)反應生成金屬離子的化合價分別為+3、+2、+2，如圖反映出等質不等價金屬與稀H2SO4(或酸)反應不僅速率不同而且產生氫氣的質量與金屬化合價有關?！境？?】通過金屬與酸或某些鹽反應，認識金屬活動性順序?！纠?】下列說法符合圖中漫畫情景的是（）A.此反應可能是復分解反應B.若金屬1是鋅，金屬2可能是銀C.此反應可能是Cu+2AgCl===2Ag+CuCl2D.比較鐵和銅的活動性強弱可以用硫酸鎂溶液【常考2】能運用金屬活動性順序對有關置換反應進行簡單的判斷，并能利用金屬活動性順序解釋一些與日常生活有關的科學問題。【例2】某工廠排放的廢液中含有少量硫酸和硫酸銅。小軍同學取適量廢液放入盛有一定量鋅粉的燒杯中，攪拌，待充分反應后過濾，得少量濾渣和濾液。關于該實驗，下列說法中正確的是（）A.反應前后液體的酸性減弱，pH變小B.實驗所得濾液是純水，可直接排放C.濾渣中一定含銅和鋅D.發生的反應都是置換反應【基礎鞏固練】1.(2020?上海)下列物質中，金屬活動性最強的是（）A.鋁B.鐵C.銅D.銀2.(2020?黃岡)已知金屬R和Fe、H活動性強弱關系為Fe>R>H，下列說法正確的是（）A.金屬R放入Zn(NO3)2溶液中，有鋅析出B.金屬R放入CuSO4溶液中，金屬表面有紅色固體析出C.足量金屬鐵放入R(NO3)2溶液中，溶液變黃色D.金屬鐵放入AgNO3溶液中，一段時間后溶液質量變大3.在學習金屬的化學性質時，老師給大家演示了如圖所示的實驗，下列說法中正確的是（）A.銅片表面始終沒有明顯變化B.一段時間后溶液由無色變為淺綠色C.反應后溶液中一定有硝酸銅，可能有硝酸銀D.通過實驗現象推測銀和硫酸銅溶液也可以反應4.有Mg、Al、Zn的混合物共7.2g，與足量鹽酸反應，生成H2的質量可能是（）A.0.2gB.0.6gC.0.8gD.0.9g5.（2019?寧波模擬）將一定量的鋅粒投入含溶質為Al(NO3)3、Cu(NO3)2、AgNO3的溶液中，充分反應后過濾，往濾液中滴加稀鹽酸，無明顯現象，則下列說法正確的是（）A.濾液中溶質為Al(NO3)3、Zn(NO3)2時，濾渣一定為Cu、AgB.鋅粒先跟Al(NO3)3反應無剩余，因此往濾液中滴加稀鹽酸，無明顯現象C.鋅粒先跟Cu(NO3)2反應無剩余，因此往濾液中滴加稀鹽酸，無明顯現象D.鋅粒先跟AgNO3反應無剩余，因此往濾液中滴加稀鹽酸，無明顯現象6.小明將未經砂布打磨的鋁條放入盛有稀鹽酸的密閉容器中，用壓強傳感器測得容器內氣體壓強和反應時間的變化曲線如圖所示，下列分析中不正確的是（）A.AB段的化學反應是Al2O3+6HCl===2AICl3+3H2OB.A點鹽酸濃度最低，C點鹽酸濃度最大C.CD段壓強變化的主要影響因素是氣體溫度D.D、E兩點處的氣體壓強相等7.小明為了比較X、Y、Z、W四種金屬的活動性順序，利用這四種金屬單質、稀鹽酸、Z的硝酸鹽溶液和W的硝酸鹽溶液，進行有關實驗，結果如下表(“√”表示能反應，“—”表示不能反應，“空白”表示未做該實驗)。請你判斷四種金屬的活動性順序為（）A.Y>Z>X>WB.X>Y>W>ZC.X>W>Y>ZD.W>X>Y>Z8.下列現象和事實，可用金屬活動性做出合理解釋的是（）①相同幾何外形的金屬鎂、鋁分別與相同濃度的稀鹽酸反應，鎂反應更劇烈，說明鎂比鋁的金屬活動性強②用硫酸銅、石灰水配制農藥波爾多液時，不能用鐵制容器盛放③盡管金屬的種類很多，但在自然界中，僅有少數金屬(銀、鉑、金)以單質形式存在④金屬鋁比金屬鋅更耐腐蝕，說明鋅比鋁的金屬性強A.①②③B.①②C.③④D.①②③④9.將一種銅、鋅合金粉末加入AgNO3溶液中，如果過濾后得到的固體中物質的種類為a，濾液中溶質的種類為b，則下列說法正確的是（）A.若a+b=3，則濾液中可能不含AgNO3B.若a+b=4，則濾紙上一定有Ag和Cu，濾液中一定含有Zn(NO)2和Cu(NO3)2C.若溶液呈藍色，則a=1D.若向固體中滴加稀鹽酸，有氣泡產生，則a+b=410.等質量的兩種常見金屬A和B，分別與足量稀硫酸反應生成正二價金屬硫酸鹽和氫氣，氫氣質量與反應時間的關系如圖所示：(1)由曲線可以初步推斷：相同的時間內生成氫氣的質量：A__________(填“>”“=”或“<”)B。(2)由曲線還可以推斷一些初步結論，試寫出其中的一個______________________________。11.某同學做了一個如圖所示的實驗，將塑料小球放入盛有硫酸銅溶液的燒杯中，小球漂浮于液面，將足量的鐵粉投放到燒杯中，充分反應。(1)實驗中觀察到鐵粉表面有___________色物質析出，寫出有關反應的化學方程式：___________。(2)若溶液體積變化忽略不計，則塑料小球浸入液體中的體積跟原來相比___________(填“變大”“變小”或“不變”)，原因是什么?______________________。12.請仔細閱讀資料，回答下列問題。資料：將大小厚薄相同的鎂、鐵、銅三種金屬片分別放入盛有相同體積和相同質量分數稀硫酸的試管中，觀察到如下現象：金屬鎂鐵銅反應現象反應劇烈反應較緩慢不反應(1)判斷金屬活動性的方法有多種，請你通過材料中給出的反應現象總結規律：可以通過______________________________判斷金屬的活動性強弱。(2)金屬活動性在工農業生產中有著廣泛應用。波爾多液是一種常用農藥，它是由硫酸銅、生石灰加水配制而成的。請用化學方程式解釋不能用鐵桶配制波爾多液的原因：____________________，分析該化學方程式可得出，鐵比銅的活動性__________(填“強”或“弱”)，由此你可總結出通過__________也可判斷金屬的活動性。13.小敏用如圖裝置測定銅鋅合金中鋅的質量分數和鋅的相對原子質量。主要實驗步驟如下(固定裝置已略去)：①連接裝置并檢查裝置氣密性；②加入藥品和水；③記錄Ｃ中液面刻度(C為帶有刻度的玻璃管)；④由A向Ｂ中滴加稀硫酸至過量；⑤待B中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄Ｃ中液面刻度，計算得到氣體的體積為ⅤmL(經查，該氣體密度為ρg/L)；⑥將B中剩余固體過濾、洗滌、干燥、稱重，稱得剩余固體質量為Wg。(1)B中發生反應的化學方程式為________________________________________。(2)如何檢驗該裝置的氣密性：__________________________________________________。(3)小敏發現實驗中由于缺少某一步驟導致數據缺乏而無法計算，該步驟是__________________________________________________。(4)通常實驗前須估算藥品用量，如果實驗過程中，發現硫酸的量不足，應中途加酸還是重新實驗：_________________；理由是______________________________________________________________。14.在學習了金屬的化學性質后，科學老師布置了一項課外學習任務：調查化工顏料店出售的涂料添加劑“銀粉”是什么金屬?某學習小組通過調查，分別獲得了“銀粉”是銀粉、鋁粉、鋅粉這三種不同結果。為了確定究竟是哪一種金屬，學習小組同學將一小包“銀粉”帶回實驗室，進行了如下實驗和分析。(相關反應的化學方程式為Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑；2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑)(1)取少量“銀粉”于試管中，滴加適量鹽酸，發現____________________，說明“銀粉”一定不是銀。(2)為了進一步確定“銀粉”是鋁還是鋅，學習小組通過理論計算，獲得兩種金屬分別與足量鹽酸反應時，產生的氫氣與金屬的質量關系，并繪制成如圖所示圖像。在繪制鋅的圖像時，a點所對應的鋅的質量m為多少?(通過計算回答)(3)取1.8g“銀粉”(雜質忽略不計)加入到50g稀鹽酸中，恰好完全反應，生成氫氣0.2g。根據上圖可知，“銀粉”是__________。計算實驗中所用稀鹽酸的溶質質量分數.【發散思維練】15.將一定質量的鐵粉加入Mg(NO3)2、AgNO3的混合溶液中，充分反應后過濾，得到濾液和濾渣。向濾液中加入稀鹽酸，無明顯現象。下列敘述正確的是（）A.濾液中一定含有Mg2+和Fe+B.濾液中含有Mg2+和Ag+C.濾渣中一定含有AgD.濾渣中可能含有Mg16.(2021?義烏期中)某科學興趣小組為驗證Ag、Fe、Cu三種金屬的活動性順序，設計了如圖所示的實驗操作。其中可以達到實驗目的的組合是（）A.①③B.②④C.④⑤D.①②17.為探究鋅、銅、鐵三種金屬的活動性順序，某學習小組做了如甲圖所示實驗，實驗結束后，將試管①、試管②內的物質全部倒入同一只燒杯中，充分反應后發現燒杯中的紅色固體物質明顯增多(如乙圖所示)，下列說法正確的是（）A.反應后燒杯中的固體一定含有鐵B.甲圖試管②中反應后固體一定含鐵C.反應后燒杯中的溶液一定不含有氯化銅D.燒杯中最后所得固體的總質量一定大于2ag18.在相同質量、相同溶質質量分數的稀硫酸中，分別加入足量的Mg、Fe、Zn三種金屬，其發生反應的質量關系如圖所示，讀識此圖并判斷，下面推理合理的是（）①反應速率：Mg>Fe>Zn②反應生成氫氣質量：Mg=Fe=Zn③反應后溶液質量：Mg=Fe=Zn④反應后溶液的溶質質量分數：Mg<Fe<ZnA.①②B.③④C.①③D.②④19.甲、乙兩燒杯內盛有等質量、等質量分數的鹽酸。將鎂逐漸加入甲燒杯，再將鐵逐漸加入乙燒杯，通過測量加入的金屬質量m和相應的燒杯內物質質量變化量△M，畫出曲線Oac和Obc，如下圖所示。根據圖中信息，下列說法錯誤的是（）A.m1：m2=3：7B.m1-△M1<m2-△M2C.曲線Oac表示的是甲燒杯中△M與m的變化關系D.當乙燒杯內加入鐵的質量為m1時，溶液中溶質不止一種20.(2020?衢州模擬)M是生活中常見的金屬，某?；瘜W興趣小組的同學欲探究Ｍ與銅、鋁的活動性順序，請你和他們一起進行以下探究活動?！咎岢鰡栴}】M、銅、鋁的金屬活動性順序是?【猜想與假設】小白同學的猜想是Al>Cu>M。小馬同學的猜想是AD>M>Cu。(1)你的猜想是______________________________?！緦嶒炓弧啃±钔瑢W取長短、粗細相同M絲、銅絲、鋁絲和編號為①、②、③的3支試管，進行如下表的實驗(試管中均盛有體積相同、濃度也相同的稀鹽酸)：實驗操作M絲插入試管①中銅絲插入試管②中鋁絲插入試管③中剛開始的現象有少量氣泡產生無氣泡無氣泡幾分鐘后的現象有少量氣泡產生無氣泡有大量氣泡產生【實驗結論】(2)__________同學的猜想正確?！窘涣髋c表達】(3)同學們對上述實驗中試管③剛開始無氣泡的現象進行了討論，原因是______________________________(用文字表達)?！緦嶒灦?4)同學們取粗細相同，打磨干凈的Ｍ絲、鋁絲及相關溶液，又進行了如圖所示的實驗：①試管乙中觀察到的現象是____________________。②試管丙中反應的化學方程式為______________________________。【交流與表達】(5)同學們經討論后認為該實驗可以優化，去掉試管__________(填試管編號)中的實驗，也可以得出正確的結論。(6)假設Ｍ其中的一種金屬是鐵，寫出【實驗一】中，試管①發生反應的化學方程式：____________________________________________。21.(2018?內蒙古呼和浩特)實驗室中發現一瓶因長期放置而被氧化的鋁粉。取6.0g鋁粉樣品，將100g稀硫酸逐滴加入其中，固體質量隨加入硫酸溶液質量的變化情況如圖所示，實驗過程中測得產生氫氣0.1g。請計算：(1)樣品中鋁單質的質量(寫出計算過程)。(2)硫酸溶液的溶質質量分數為__________?！竞诵乃仞B練】22.(科學探究與創新意識)小明在學習金屬活動性順序時，對課本上“活動性較強的金屬一般可以將位于其后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來”這句話產生了好奇。為什么用“一般”這個詞呢?難道還有例外嗎?于是他就對金屬鈉與硫酸銅溶液的反應展開探究。【猜想與假設】第一種：鈉與硫酸銅反應生成銅單質；第二種：鈉與硫酸銅反應沒有銅單質生成。【查閱資料】金屬鈉性質活潑，常溫下能與氧氣反應，也可以與水反應放出氫氣。實驗室中，金屬鈉保存在煤油中?！緦嶒炦^程與現象】實驗1：用鑷子從煤油中取出一塊金屬鈉，放在濾紙上，用小刀切下一小塊進行觀察，發現切面具有銀白色光澤，在空氣中放置片刻，銀白色逐漸變成暗灰色。將其投入燒杯中的蒸餾水里，發現鈉塊浮在水面，立刻熔化成閃亮的小球，在水面上游動，并發出“嘶嘶”的響聲，同時有氣體產生。在反應后的溶液中滴入1~2滴酚酞試液，溶液立即變為紅色。實驗2：在盛有硫酸銅溶液的燒杯中，投入一小塊金屬鈉，發現也有氣體產生，同時生成藍色沉淀，但沒有紅色物質析出。請根據以上實驗現象回答下列問題：(1)鈉的密度__________(填字母)。A.小于煤油B.大于煤油小于水C.大于水(2)分步寫出鈉與硫酸銅溶液反應的化學方程式：①________________________________________。②________________________________________。(3)藍色沉淀中有少量黑色固體，黑色固體可能是__________。查閱資料得知Cu(OH)2的起始分解溫度約66℃。為確保藍色沉淀不分解，實驗過程中要注意：①控制實驗的初始溫度。②放入的金屬鈉需適量。③____________________?！局R拓展】①根據金屬活動性順序表推測__________(填字母)不能把硫酸銅溶液中的銅置換出來。A.CaB.ZnC.FeD.Ag②推斷少量金屬鈉投入氯化鐵溶液中產生的現象：______________________________。23.(科學態度與社會責任)金屬材料中銅是人類應用比較廣泛的金屬之一，某學習小組欲測定銅的相對原子質量，設計如下實驗方案，步驟如下：①連接好裝置；②檢查裝置氣密性；③裝入藥品；④__________；⑤D中黑色固體完全反應變成紅色后，停止加熱；⑥待Ｄ中玻璃管冷卻至室溫，關閉分液漏斗活塞；⑦數據處理。、(1)實驗步驟④的正確操作是__________(填字母)。A.先點燃酒精燈加熱，一段時間后再打開分液漏斗活塞，滴加鹽酸B.先打開分液漏斗活塞，滴加稀鹽酸；一段時間后點燃酒精燈加熱C.打開活塞滴加鹽酸和點燃酒精燈加熱，誰先誰后都可以(2)B裝置中水的作用：__________，裝置B中長玻璃管的作用是使裝置氣壓平衡。(3)已知：CuO樣品質量為m1g，E中增重為m2g，D中反應后的固體質量為m3g，A中反應產生氫氣的質量為m4g，以下數據中能計算銅的相對原子質量的是（）A.m1、m2B.m2、m3C.m1、m3D.m2、m4(4)若使制取氫氣是裝置隨開隨用，隨關隨停，可選用下列裝置中的__________?！局锌继岱志殹?4.(2018?浙江杭州)小金做了如下實驗，將4.2g鐵粉和4.0g氧化銅粉末均勻混合，然