專項(五) 金屬活動性順序的探究1.xx自貢 現有等質量甲、乙、丙三種金屬,分別放入三份溶質質量分數相同的足量稀硫酸中,產生氫氣的質量與反應時間的關系如圖G5-3所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合價均為+2)。則下列說法錯誤的是()圖G5-3A.金屬活動性:乙>甲>丙B.生成氫氣的質量:甲>乙>丙C.相對原子質量:乙>丙>甲D.消耗硫酸的質量:甲>乙>丙2.xx綿陽 相同質量的Mg、Fe分別與稀鹽酸作用,產生H2的質量m(H2)與加入稀鹽酸的體積V(稀鹽酸)關系如圖G5-4所示,其中正確的是()圖G5-43.足量的鎂、鋅、鐵與含等質量HCl的稀鹽酸反應,下列圖像正確的是()圖G5-54.xx成都 探究鋅、銅、鎂的金屬活動性時,下列現象、分析或結論正確的是()圖G5-6A.鹽酸的濃度可以不同B.銅片表面有氣泡C.鎂片的試管表面發(fā)燙D.活動性Cu>Zn>Mg5.xx懷化 有X、Y、Z三種金屬,為判斷其活動性順序,某興趣小組的同學做了如下實驗:將X、Y、Z分別置于稀鹽酸中,X、Y有氣體產生,Z無明顯現象;將X金屬放入Y的鹽溶液中,X表面有Y金屬析出,則X、Y、Z的活動性順序為()A.X>Y>ZB.Y>Z>XC.X>Z>YD.Y>X>Z6.xx廣州 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G5-7所示的實驗方案,下列說法不正確的是()圖G5-7A.由實驗甲可知金屬活動性:Al>CuB.由實驗乙可知金屬活動性:Cu>AgC.由實驗甲、乙、丙可知金屬活動性:Al>Cu>AgD.實驗甲中的CuSO4改為CuCl2不能完成本實驗探究7.xx廣東 利用鹽酸和硝酸銀溶液探究鐵、銅、銀的金屬活動性順序,下列實驗不需要進行的是()A.鐵+稀鹽酸B.銅+稀鹽酸C.銀+稀鹽酸 D.銅+硝酸銀溶液8.xx衡陽 現有X、Y、Z三種金屬,如果把X、Y和Z分別放入稀硫酸中,X和Z溶解并產生氣體,Y無變化;如果把X放入Z的鹽溶液中,過一會兒,X的表面有Z析出。根據以上實驗事實,判斷X、Y和Z的金屬活動性順序()A.X>Y>ZB.Y>Z>XC.X>Z>YD.Z>X>Y9.xx岳陽 甲、乙、丙、丁四種金屬,只有丙在自然界中主要以單質形式存在,用甲制的容器不能盛放丁鹽的水溶液,用乙制的容器卻可以盛放丁鹽的水溶液。由此推斷四種金屬的活動性由強到弱的順序是()A.丙>乙>甲>丁B.甲>丁>乙>丙C.丁>甲>乙>丙D.甲>乙>丁>丙10.xx玉林 在一定量的硝酸銀和硝酸銅溶液中加入鋅粉,充分反應后過濾,得到濾液和濾渣,下列分析正確的是()A.如果濾液顯藍色,則濾渣一定沒有CuB.如果濾渣只含一種金屬,濾液中的溶質可能含有三種C.在濾渣中加入稀鹽酸有氣泡產生,濾液中的溶質可能含有兩種D.在濾渣中加入稀鹽酸沒有氣泡產生,則濾渣一定含有Ag和Cu11.xx宜昌 取一定量Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反應后過濾,得到固體和濾液,下列說法錯誤的是()A.固體中只有Ag時,濾液一定呈藍色B.固體中有Cu和Ag時,濾液一定呈無色C.固體中一定有Ag,濾液中可能有AgNO3D.固體中可能有Cu,濾液中一定有Mg(NO3)212.xx昆明 向AgNO3和 Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn、Fe和Cu的混合粉末,充分反應后,過濾,洗滌,得到濾渣和濾液。下列說法正確的是()濾渣中一定有Ag,濾液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3當濾液為藍色時,濾渣中一定有Cu、Ag,一定沒有Zn、Fe向濾渣中加入鹽酸,有氣泡產生,則濾渣中一定有Fe、Cu、Ag,可能有Zn向濾液中加入KCl溶液,無明顯現象,則濾液中一定有Zn(NO3)2,可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2,濾渣中可能有Zn、Fe、CuA.1種B.2種C.3種D.4種13.xx宿遷 人類社會的發(fā)展離不開金屬。(1)鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的等物質發(fā)生化學反應的結果。(2)在空氣中,鋁的表面易生成致密的氧化膜,氧化膜的主要成分是(寫化學式)。(3)某同學取少量工廠廢液溶質是AgNO3、Cu(NO3)2,向其中加入一定量的金屬鋅,反應結束后,發(fā)現溶液仍然是藍色。據此推斷,反應后溶液中一定含有的溶質是。14.xx聊城 某化學興趣小組的同學,為了比較金屬R與鐵、銅的金屬活動性強弱,進行如下探究活動:查閱資料 鐵的活動性比銅強。進行猜想 對三種金屬的活動性順序作出如下猜想:猜想一:R>Fe>Cu;猜想二:;猜想三:Fe>Cu>R。收集證據 為了驗證哪一種猜想成立,甲、乙、丙三位同學分別展開實驗探究。主要操作主要現象實驗結論甲將打磨好的R絲插入盛有硫酸銅溶液的試管中猜想一正確乙將粗細相同打磨好的R絲、鐵絲,分別插入體積和溶質質量分數都相同的稀鹽酸中R絲表面產生氣泡速率比鐵絲表面產生氣泡速率(填“快”或“慢”)丙將粗細相同打磨好的R絲、鐵絲,分別在空氣中點燃R絲在空氣中劇烈燃燒,鐵絲在空氣中寫出鐵絲在氧氣中燃燒的化學方程式:。交流反思 三位同學交流討論后認為,比較金屬活動性強弱的方法有多種。歸納總結 他們總結得出比較金屬活動性強弱的常見方法有:(1)金屬與氧氣反應的難易和劇烈程度;(2)金屬與酸溶液是否反應或反應的劇烈程度;(3)金屬與是否反應。15.xx泰安 金屬材料在生產、生活中有著廣泛的應用,人類的生產和生活都離不開金屬。(1)新型材料納米級鐵粉具有廣泛的用途,它比普通鐵粉更易與氧氣反應,其制備的主要流程如圖G5-8所示。圖G5-8高溫反應器中反應的化學方程式為。反應前需向反應器中通入氮氣,目的是。(2)金屬活動性順序有重要的應用,鋁、銅、鐵為日常生活中常見的金屬,某化學興趣小組的同學在探究鋁、銅、鐵三種金屬的有關性質時,進行了如圖G5-9所示的實驗:圖G5-9在A實驗中發(fā)生反應的化學方程式為。將A實驗結束后、試管內的物質倒入燒杯中,發(fā)現燒杯中的紅色固體物質明顯增多,其原因是,一段時間后過濾,濾液中的溶質一定有(填化學式)。(3)某同學在一定質量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入鐵粉,充分反應后,他對反應過程進行了分析,得到了以下幾個圖像(橫坐標表示加入鐵的質量),其中錯誤的是(填序號)。圖G5-10參考答案1.C解析 三種金屬元素在生成物中化合價均為+2價,產生氫氣的質量與相對原子質量成反比,所以相對原子質量是:丙>乙>甲。2.D3.D解析 足量的鎂、鋅、鐵與含等質量HCl的稀鹽酸反應時,由于金屬活動性順序為Mg>Zn>Fe,因此Mg最先反應完,Zn其次,Fe最后;由于消耗鹽酸的質量相等,最終產生氫氣的質量應相等,即圖像中橫線高度相同。4.C解析 根據排在氫前面的金屬能置換出酸中的氫、排在前面的金屬能將位于后面的金屬從其鹽溶液中置換出來分析。用鹽酸與三種金屬反應探究金屬的活動性時,需要控制變量,即要求酸的濃度相同;銅的金屬活動性位于氫的后面,因此不能與酸反應;鎂的活動性位于氫的前面,能與稀鹽酸反應,且該反應是放熱反應,故試管外壁發(fā)燙;由金屬活動性順序可知三種金屬的活動性順序為Mg>Zn>Cu。5.A解析 將X、Y、Z分別置于稀鹽酸中,X、Y有氣體產生,Z無明顯現象;說明X、Y在H的前面,Z在H的后面,將X金屬放入Y的鹽溶液中,X表面有Y金屬析出,說明X的活動性大于Y,則三種金屬的活動性為X>Y>Z。6.D解析 打磨后的鋁絲加入硫酸銅溶液中,鋁表面出現紅色固體,證明鋁的活動性大于銅;銅絲加入硝酸銀溶液中,銅絲表面出現白色固體,溶液由無色變?yōu)樗{色,可證明銅的活動性大于銀;由實驗甲、乙可證明鋁、銅、銀的活動性順序為Al>Cu>Ag;硫酸銅、氯化銅均為可溶性銅鹽,鋁能與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應,也可與氯化銅溶液反應,故可將硫酸銅溶液換成氯化銅溶液完成上述實驗。7.C解析A項可得出鐵排在氫的前面;B項可得出銅排在氫的后面;D項可得出銅排在銀的前面,由這三項判斷即可得出鐵>銅>銀的金屬活動性順序,不需要進行C項實驗。8.C解析 在金屬活動性順序中,位于氫前面的金屬能置換出酸中的氫,位于前面的金屬能把排在它后面的金屬從其鹽溶液中置換出來。把X、Y和Z分別放入稀硫酸中,X和Z溶解并產生氣體,Y無變化,說明X、Z在氫前,Y在氫后,所以X和Z的金屬活動性比Y強;把X放入Z的鹽溶液中,X的表面有Z析出,說明X在Z的前面,X比Z的金屬活動性強,故X、Y和Z的金屬活動性順序為X>Z>Y。9.B解析 在金屬活動性順序中,前面的金屬能將后面的金屬從其鹽溶液中置換出來,丙在自然界中主要以單質形式存在,說明丙是活動性最弱的金屬,用甲制的容器不能盛放丁鹽的水溶液,說明甲的活動性大于丁,用乙制的容器可以盛放丁鹽的水溶液,說明丁的活動性強于乙,四種金屬的活動性順序為甲>丁>乙>丙。10.B解析 根據金屬活動性順序可知,三種金屬活動性順序為Zn>Cu>Ag,所以鋅先和硝酸銀反應生成硝酸鋅和銀,硝酸銀反應完以后,鋅再與硝酸銅反應,生成硝酸鋅和銅。如果濾液呈藍色,說明濾液中有硝酸銅,說明鋅的量不足,硝酸銅沒有反應完,濾渣中可能有銅;如果濾渣中只含有一種金屬,那么這種金屬肯定是銀,說明鋅和硝酸銀反應了,但不能確定硝酸銀是否反應完,所以濾液中的溶質可能有硝酸銀、硝酸鋅、硝酸銅三種;在濾渣中加入稀鹽酸有氣泡產生,說明濾渣中有鋅,即鋅過量了,那么濾液中的溶質只有硝酸鋅一種;在濾渣中加入稀鹽酸沒有氣泡產生,只能說明濾渣中沒有鋅,濾渣中可能有銀或銀和銅。11.B解析 固體中有銅和銀時,硝酸銅可能反應完了,也可能沒有反應完,所以濾液不一定是無色的。12.C解析 將鋅、鐵、銅的混合粉末加入到硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中,能發(fā)生的反應:鋅和硝酸銀、鐵和硝酸銀、銅和硝酸銀、鋅和硝酸銅、鐵和硝酸銅。根據反應的特點,金屬活動性差距大的優(yōu)先反應,由于物質較多,但不論什么情況下,都是鋅和硝酸銀溶液優(yōu)先發(fā)生反應,則濾渣中一定有銀,可能有銅、鐵和鋅;濾液中一定有硝酸鋅,可能有硝酸亞鐵、硝酸銅和硝酸銀。根據反應情況,濾渣中一定有銀,濾液中一定有硝酸鋅,可能有硝酸亞鐵、硝酸銅和硝酸銀,正確;濾液為藍色時,濾液中一定有硝酸銅,則濾渣中一定沒有鋅和鐵,一定有銀,可能有銅,錯誤;向濾渣中加入稀鹽酸,有氣泡產生,濾渣中一定有鐵、銅、銀,可能有鋅,正確;向濾液中加入氯化鉀,無明顯現象,則濾液中一定沒有硝酸銀,濾渣中一定有銀,可能有鋅、鐵、銅;濾液中一定有硝酸鋅,可能有硝酸亞鐵和硝酸銅,正確;故選C。13.(1)氧氣、水蒸氣(或O2、H2O)(2)Al2O3(3)硝酸銅、硝酸鋅或Cu(NO3)2、Zn(NO3)2解析(1)鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等物質發(fā)生化學反應的結果。(2)在空氣中,鋁表面有一層致密的氧化膜,氧化膜的主要成分是鋁和氧氣反應生成的氧化鋁。(3)由題意可知,向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的鋅粉,鋅先與硝酸銀反應,當硝酸銀反應完后,鋅再與硝酸銅反應。反應后溶液仍為藍色,說明溶液中一定存在硝酸銅,鋅與硝酸銀、硝酸銅反應均生成硝酸鋅,所以溶液中一定存在硝酸鋅,是否存在硝酸銀無法確定。14.進行猜想 Fe>R>Cu 收集證據 R絲表面覆蓋一層紅色物質快不能燃燒3Fe+2O2Fe3O4歸納總結 (3)鹽溶液 解析(1)由題可知鐵的活動性比銅強,因為猜想一為R>Fe>Cu,猜想三為Fe>Cu>R,所以猜想二為Fe>R>Cu。收集證據 由實驗結論猜想一R>Fe>Cu正確,可知R的金屬活動性大于銅,所以將R絲插入盛有硫酸銅溶液的試管中,R能把銅置換出來,故可看到R絲表面覆蓋一層紅色物質;因為R的金屬活動性大于Fe,所以R絲表面產生氣泡速率比鐵絲表面產生氣泡速率快;空氣中氧氣的濃度低,所以鐵在空氣中不能燃燒,鐵可在氧氣中燃燒,燃燒的化學方程式為3Fe+2O2Fe3O4。歸納總結 (3)比較金屬活動性強弱的常見方法有:金屬與氧氣反應的難易和劇烈程度;金屬與酸溶液是否反應或反應的劇烈程度;金屬與鹽溶液是否反應。15.(1)FeCl2+H2Fe+2HCl排盡反應器中的空氣,防止鐵粉與氧氣發(fā)生反應(2)Fe+CuSO4FeSO4+Cu試管中的鐵與硫酸鋁不反應,試管和混合后,鐵與硫酸銅繼續(xù)反應生成銅,使燒杯中的金屬銅增多 硫酸鋁Al2(SO4)3和硫酸亞鐵(FeSO4)(3)D解析(1)氯化亞鐵和氫氣在高溫的條件下反應生成氯化氫和納米鐵;氮氣化學性質穩(wěn)定,可作保護氣,反應前向反應器中通入氮氣的目的是排盡反應器中的空氣,防止鐵粉與氧氣反應;(2)鐵比銅活潑,鐵能與硫酸銅溶液反應生成硫酸亞鐵和銅;試管中的鐵與硫酸鋁不反應,試管和混合后,鐵與硫酸銅繼續(xù)反應生成銅,使燒杯中的銅增多;硫酸鋁未發(fā)生反應,鐵和硫酸銅溶液反應生成硫酸亞鐵,硫酸銅溶液是否完全反應不能確定,所以,濾液中一定含有的溶質是硫酸鋁Al2(SO4)3和硫酸亞鐵(FeSO4);(3)鐵和硝酸銀溶液先反應,剛開始沒有銅生成,當硝酸銀溶液完全反應后,鐵和硫酸銅溶液反應生成銅,銅的質量逐漸增加,完全反應后,銅的質量不變,A正確;開始時,鐵和硝酸銀溶液反應,所得溶液質量逐漸減小,所以,硝酸銅的質量分數逐漸增大,當硝酸銀完全反應后,鐵與硝酸銅溶液反應,硝酸銅質量分數逐漸減小,直至完全反應,B正確;開始時,鐵和硝酸銀溶液反應,溶液質量減小的幅度要比后來鐵與硝酸銅溶液反應溶液質量減小的幅度大,完全反應后溶液質量不變,C正確;未加入鐵粉前,混合液中溶質只有兩種,D錯誤。