專項(xiàng)(五) 金屬活動性順序的探究1.xx自貢 現(xiàn)有等質(zhì)量甲、乙、丙三種金屬,分別放入三份溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的足量稀硫酸中,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖G5-3所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合價(jià)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(zhì)量:甲>乙>丙C.相對原子質(zhì)量:乙>丙>甲D.消耗硫酸的質(zhì)量:甲>乙>丙2.xx綿陽 相同質(zhì)量的Mg、Fe分別與稀鹽酸作用,產(chǎn)生H2的質(zhì)量m(H2)與加入稀鹽酸的體積V(稀鹽酸)關(guān)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(zhì)量HCl的稀鹽酸反應(yīng),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(xiàn)象、分析或結(jié)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(xué)做了如下實(shí)驗(yàn):將X、Y、Z分別置于稀鹽酸中,X、Y有氣體產(chǎn)生,Z無明顯現(xiàn)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?yàn)?)A.X>Y>ZB.Y>Z>XC.X>Z>YD.Y>X>Z6.xx廣州 化學(xué)小組為探究鋁、銅、銀三種金屬的活動性順序,設(shè)計(jì)了如圖G5-7所示的實(shí)驗(yàn)方案,下列說法不正確的是()圖G5-7A.由實(shí)驗(yàn)甲可知金屬活動性:Al>CuB.由實(shí)驗(yàn)乙可知金屬活動性:Cu>AgC.由實(shí)驗(yàn)甲、乙、丙可知金屬活動性:Al>Cu>AgD.實(shí)驗(yàn)甲中的CuSO4改為CuCl2不能完成本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)不需要進(jìn)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(xiàn)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(chǎn)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(jù)以上實(shí)驗(yàn)事實(shí),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(zhì)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(qiáng)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(yīng)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(lán)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(zhì)可能含有三種C.在濾渣中加入稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生,濾液中的溶質(zhì)可能含有兩種D.在濾渣中加入稀鹽酸沒有氣泡產(chǎn)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(yīng)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(lán)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(yīng)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(dāng)濾液為藍(lán)色時,濾渣中一定有Cu、Ag,一定沒有Zn、Fe向?yàn)V渣中加入鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,則濾渣中一定有Fe、Cu、Ag,可能有Zn向?yàn)V液中加入KCl溶液,無明顯現(xiàn)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(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)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(xué)式)。(3)某同學(xué)取少量工廠廢液溶質(zhì)是AgNO3、Cu(NO3)2,向其中加入一定量的金屬鋅,反應(yīng)結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)溶液仍然是藍(lán)色。據(jù)此推斷,反應(yīng)后溶液中一定含有的溶質(zhì)是。14.xx聊城 某化學(xué)興趣小組的同學(xué),為了比較金屬R與鐵、銅的金屬活動性強(qiáng)弱,進(jìn)行如下探究活動:查閱資料 鐵的活動性比銅強(qiáng)。進(jìn)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(jù) 為了驗(yàn)證哪一種猜想成立,甲、乙、丙三位同學(xué)分別展開實(shí)驗(yàn)探究。主要操作主要現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xì)相同打磨好的R絲、鐵絲,分別插入體積和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同的稀鹽酸中R絲表面產(chǎn)生氣泡速率比鐵絲表面產(chǎn)生氣泡速率(填“快”或“慢”)丙將粗細(xì)相同打磨好的R絲、鐵絲,分別在空氣中點(diǎn)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(xué)方程式:。交流反思 三位同學(xué)交流討論后認(rèn)為,比較金屬活動性強(qiáng)弱的方法有多種。歸納總結(jié) 他們總結(jié)得出比較金屬活動性強(qiáng)弱的常見方法有:(1)金屬與氧氣反應(yīng)的難易和劇烈程度;(2)金屬與酸溶液是否反應(yīng)或反應(yīng)的劇烈程度;(3)金屬與是否反應(yīng)。15.xx泰安 金屬材料在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用,人類的生產(chǎn)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(yīng),其制備的主要流程如圖G5-8所示。圖G5-8高溫反應(yīng)器中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。反應(yīng)前需向反應(yīng)器中通入氮?dú)?目的是。(2)金屬活動性順序有重要的應(yīng)用,鋁、銅、鐵為日常生活中常見的金屬,某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在探究鋁、銅、鐵三種金屬的有關(guān)性質(zhì)時,進(jìn)行了如圖G5-9所示的實(shí)驗(yàn):圖G5-9在A實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。將A實(shí)驗(yàn)結(jié)束后、試管內(nèi)的物質(zhì)倒入燒杯中,發(fā)現(xiàn)燒杯中的紅色固體物質(zhì)明顯增多,其原因是,一段時間后過濾,濾液中的溶質(zhì)一定有(填化學(xué)式)。(3)某同學(xué)在一定質(zhì)量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入鐵粉,充分反應(yīng)后,他對反應(yīng)過程進(jìn)行了分析,得到了以下幾個圖像(橫坐標(biāo)表示加入鐵的質(zhì)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(jià)均為+2價(jià),產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與相對原子質(zhì)量成反比,所以相對原子質(zhì)量是:丙>乙>甲。2.D3.D解析 足量的鎂、鋅、鐵與含等質(zhì)量HCl的稀鹽酸反應(yīng)時,由于金屬活動性順序?yàn)镸g>Zn>Fe,因此Mg最先反應(yīng)完,Zn其次,Fe最后;由于消耗鹽酸的質(zhì)量相等,最終產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量應(yīng)相等,即圖像中橫線高度相同。4.C解析 根據(jù)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(yīng)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(yīng);鎂的活動性位于氫的前面,能與稀鹽酸反應(yīng),且該反應(yīng)是放熱反應(yīng),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?yàn)镸g>Zn>Cu。5.A解析 將X、Y、Z分別置于稀鹽酸中,X、Y有氣體產(chǎn)生,Z無明顯現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)白色固體,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色,可證明銅的活動性大于銀;由實(shí)驗(yàn)甲、乙可證明鋁、銅、銀的活動性順序?yàn)锳l>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(yīng),也可與氯化銅溶液反應(yīng),故可將硫酸銅溶液換成氯化銅溶液完成上述實(shí)驗(yàn)。7.C解析A項(xiàng)可得出鐵排在氫的前面;B項(xiàng)可得出銅排在氫的后面;D項(xiàng)可得出銅排在銀的前面,由這三項(xiàng)判斷即可得出鐵>銅>銀的金屬活動性順序,不需要進(jìn)行C項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。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(chǎn)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(qiáng);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(qiáng),故X、Y和Z的金屬活動性順序?yàn)閄>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(zhì)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(qiáng)于乙,四種金屬的活動性順序?yàn)榧?gt;丁>乙>丙。10.B解析 根據(jù)金屬活動性順序可知,三種金屬活動性順序?yàn)閆n>Cu>Ag,所以鋅先和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸鋅和銀,硝酸銀反應(yīng)完以后,鋅再與硝酸銅反應(yīng),生成硝酸鋅和銅。如果濾液呈藍(lán)色,說明濾液中有硝酸銅,說明鋅的量不足,硝酸銅沒有反應(yīng)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(yīng)了,但不能確定硝酸銀是否反應(yīng)完,所以濾液中的溶質(zhì)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(chǎn)生,說明濾渣中有鋅,即鋅過量了,那么濾液中的溶質(zhì)只有硝酸鋅一種;在濾渣中加入稀鹽酸沒有氣泡產(chǎn)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(yīng)完了,也可能沒有反應(yīng)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(yīng):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(jù)反應(yīng)的特點(diǎn),金屬活動性差距大的優(yōu)先反應(yīng),由于物質(zhì)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(yīng),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(jù)反應(yīng)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(lán)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?yàn)V渣中加入稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,濾渣中一定有鐵、銅、銀,可能有鋅,正確;向?yàn)V液中加入氯化鉀,無明顯現(xiàn)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(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)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(yīng)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(yīng),當(dāng)硝酸銀反應(yīng)完后,鋅再與硝酸銅反應(yīng)。反應(yīng)后溶液仍為藍(lán)色,說明溶液中一定存在硝酸銅,鋅與硝酸銀、硝酸銅反應(yīng)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(jìn)行猜想 Fe>R>Cu 收集證據(jù) R絲表面覆蓋一層紅色物質(zhì)快不能燃燒3Fe+2O2Fe3O4歸納總結(jié) (3)鹽溶液 解析(1)由題可知鐵的活動性比銅強(qiáng),因?yàn)椴孪胍粸镽>Fe>Cu,猜想三為Fe>Cu>R,所以猜想二為Fe>R>Cu。收集證據(jù) 由實(shí)驗(yàn)結(jié)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(zhì);因?yàn)镽的金屬活動性大于Fe,所以R絲表面產(chǎn)生氣泡速率比鐵絲表面產(chǎn)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(xué)方程式為3Fe+2O2Fe3O4。歸納總結(jié) (3)比較金屬活動性強(qiáng)弱的常見方法有:金屬與氧氣反應(yīng)的難易和劇烈程度;金屬與酸溶液是否反應(yīng)或反應(yīng)的劇烈程度;金屬與鹽溶液是否反應(yīng)。15.(1)FeCl2+H2Fe+2HCl排盡反應(yīng)器中的空氣,防止鐵粉與氧氣發(fā)生反應(yīng)(2)Fe+CuSO4FeSO4+Cu試管中的鐵與硫酸鋁不反應(yīng),試管和混合后,鐵與硫酸銅繼續(xù)反應(yīng)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(yīng)生成氯化氫和納米鐵;氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可作保護(hù)氣,反應(yīng)前向反應(yīng)器中通入氮?dú)獾哪康氖桥疟M反應(yīng)器中的空氣,防止鐵粉與氧氣反應(yīng);(2)鐵比銅活潑,鐵能與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅;試管中的鐵與硫酸鋁不反應(yīng),試管和混合后,鐵與硫酸銅繼續(xù)反應(yīng)生成銅,使燒杯中的銅增多;硫酸鋁未發(fā)生反應(yīng),鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵,硫酸銅溶液是否完全反應(yīng)不能確定,所以,濾液中一定含有的溶質(zhì)是硫酸鋁Al2(SO4)3和硫酸亞鐵(FeSO4);(3)鐵和硝酸銀溶液先反應(yīng),剛開始沒有銅生成,當(dāng)硝酸銀溶液完全反應(yīng)后,鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅,銅的質(zhì)量逐漸增加,完全反應(yīng)后,銅的質(zhì)量不變,A正確;開始時,鐵和硝酸銀溶液反應(yīng),所得溶液質(zhì)量逐漸減小,所以,硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大,當(dāng)硝酸銀完全反應(yīng)后,鐵與硝酸銅溶液反應(yīng),硝酸銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小,直至完全反應(yīng),B正確;開始時,鐵和硝酸銀溶液反應(yīng),溶液質(zhì)量減小的幅度要比后來鐵與硝酸銅溶液反應(yīng)溶液質(zhì)量減小的幅度大,完全反應(yīng)后溶液質(zhì)量不變,C正確;未加入鐵粉前,混合液中溶質(zhì)只有兩種,D錯誤。