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微专题2　金属活动性顺序的验证与探究
一、验证/探究依据
1. 在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能与盐酸或稀硫酸发生置换反应；位于氢后面的金属不与盐酸或稀硫酸发生反应。
2. 在金属活动性顺序里，位于前面的金属(K、Ca、Na除外)能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
二、实验方案设计
1. 金属活动性顺序的验证
例 1 某校活动小组为探究锌、铁、铜、银四种金属的活动性顺序，利用实验室现有锌片、铁丝、铜丝、银丝、稀盐酸、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液进行了下列实验。请回答相关问题：
(1)证明铜和铁金属活动性强弱的实验方法是______________________
(写一种)。
(2)为验证铜、银的金属活动性顺序，向容器中加入的药品是__________
_______，观察到的现象是_______________________________________。
将铁丝放到硫酸铜溶液中
硝酸银溶液和铜丝
铜丝表面有银白色固体析出，溶液变为蓝色
(3)为比较锌和铁的金属活动性，某同学设计实验方案：将锌片和铁丝分别放入稀盐酸中，比较反应的剧烈程度。你认为该方案________(填“合理”或“不合理”)，理由是______________________________。
(4)为了验证铁、铜、银三种金属的活动性强弱，化学实验小组设计了如下两组实验：
①试剂a是__________，金属b是______。
　图1 　
　图2　
不合理
锌片、铁丝与酸的接触面积不同
CuSO4溶液
铜丝
②试管A中的实验现象为_________________________________________
_____，D中发生反应的化学方程式为_______________________________。
③由以上实验可知，铁、铜、银三种金属的
活动性由强到弱的顺序为____________。
④请你利用上述药品再设计一种不同的实验方案，验证
铁、铜、银的金属活动性顺序____________________
______________________________________________
______________________________________________
_____________________________________________。
　图1 　
　图2　
铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
Cu＋2AgNO3=== Cu(NO3)2＋2Ag
Fe＞Cu＞Ag
中，观察到铜丝表面有银白色固体析出，溶液变为蓝色，再取铁丝插入上述反应后的溶液中，观察到铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
将铜丝插入AgNO3溶液
2. 金属活动性顺序的探究
例 2　小亮学完合金后，知道了不锈钢的主要成分是铁，白铜中含有铜和镍(Ni)。他决定探究Fe、Cu、Ni的金属活动性顺序。
【提出问题】Fe、Cu、Ni三种金属的活动性由强到弱的顺序是什么？
【猜想与假设】
猜想1：Fe>Cu>Ni
猜想2：Fe>Ni>Cu
猜想3：____________
Ni＞Fe＞Cu
【实验设计】用砂纸打磨三种金属的表面
实验操作 实验现象 实验结论
甲：将镍片浸入硫酸亚铁溶液中 镍片表面无明显现象 猜想2成立
乙：将镍片浸入硫酸铜溶液中 ______________________________________ 镍片表面有红色固体析出，溶液蓝色变浅
【拓展延伸】(1)小明通过查阅资料得知镍能与稀硫酸反应生成能溶于水的NiSO4，并有气泡产生，写出该反应的化学方程式__________________________。
(2)除了选择上述方案验证外，还可以选择的试剂是______________________。
(3)实验前，需先将金属进行打磨的目的是___________________________。
(4)进行实验时应控制变量，该实验需控制的变量有___________________________________(写一种)。
Ni ＋ H2SO4=== NiSO4＋H2↑
铜片、NiSO4溶液和铁片
除去金属表面的氧化物和污物
硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液的质量分数
第一步：首先将已知金属按金属活动性顺序排列好：铁、铜的金属活动性顺序为 Fe＞Cu。
第二步：猜想陌生金属可能存在的位置
猜想一：X＞Fe＞Cu
猜想二：Fe＞X＞Cu
猜想三：Fe＞Cu＞X
第三步：通过“两盐夹一金”或“两金夹一盐”进行验证。
1. (2023丽水)将铁丝、铜丝分别伸入盛有同种试剂的两支试管中，能迅速比较出铁、铜金属活动性强弱的是(　　)
A. 蒸馏水
B. 稀硫酸
C. 硫酸钠溶液
D. 氢氧化钠溶液
B
2. (2022恩施州)现有Al、Cu、Ag三种金属，限用一种试剂一次性就可以验证它们的金属活动性强弱，则该试剂是(　　)
A. CuSO4溶液 B. 稀H2SO4
C. AgNO3溶液 D. AlCl3溶液
A
3. (2023长沙二模)为了验证镁、铜、银三种金属的活动性顺序，某同学设计了如下实验，只需进行其中三个就能达到实验目的，你认为不必进行的是(　　)
A. 将镁片放入稀盐酸中
B. 将铜片放入稀盐酸中
C. 将镁片放入硝酸银溶液中
D. 将铜片放入硝酸银溶液中
C
4. (2022乐山)某同学参加实验操作考试，为验证镁、锌、铜三种金属的活动性顺序，他设计了以下四种实验方案，其中能达到目的的是(　　)
A. 将镁片、锌片分别放入Cu(NO3)2溶液中
B. 将锌片、铜片分别放入Mg(NO3)2溶液中
C. 将镁片分别放入Zn(NO3)2溶液、Cu(NO3)2溶液中
D. 将镁片、锌片、铜片分别放入稀盐酸中
D
5. 为验证锌、铁、铜三种金属的活动性依次减弱，某同学设计了金属与溶液混合的六种方案(如图所示)，其中不能达到目的的组合是(　　)
A. ①② B. ⑤⑥
C. ④⑥ D. ②③④
C
6. (2023新疆)“宏观—微观—符号”三重表征是化学独有的表示物质及其变化的方法。请结合图示回答下列问题。
(1)实验a中，金属R表面有银白色固体物质析出，实验b中，锌表面有黑色固体物质析出。比较R、Zn、Ag的活动性强弱__________。
(2)图c是实验a中反应的微观示意图。根据图c分析实验a中溶液增加的离子是_____，减少的离子是_____(填离子符号)。
Zn>R>Ag
R2＋
Ag＋
(3)写出实验a中发生的化学反应方程式____________________________
(用含R的符号表示)，该反应类型为__________。
R＋2AgNO3=== R(NO3)2＋2Ag
置换反应
7. 某化学兴趣小组的同学要探究铝、铁、铜三种金属的活动性顺序，请你参与探究并填写空格。
【实验探究】同学们将粗细相同的、打磨过的铝丝和铁丝分别插入硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中：
操作 根据现象得出金属活动性顺序
甲
乙
丙
现象 铝丝表面附着黑色固体，溶液由浅绿色变为无色 _____________________________________________ 铝丝表面附着红色固体，溶液由蓝色变为无色 __________　　　
铁丝表面附着红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色
Al>Fe>Cu
写出铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式____________________________。
2Al＋3CuSO4=== 3Cu＋Al2(SO4)3
【交流讨论】
(1)同学们经讨论后认为上述方案可以优化，____(填“甲”“乙”或“丙”)试管的实验是多余的。
丙
甲
乙
丙
(2)洁洁认为，只用一支盛有少量稀硫酸的试管，合理安排金属丝的插入顺序(能与稀硫酸反应的要一次将稀硫酸消耗完)，也能证明铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序。他设计了两种插入顺序，请你补全顺序二：
顺序一：Cu、Fe、Al；　　顺序二：____________。
Fe、Cu、Al
【拓展迁移】为了回收金属，同学们将甲、乙、丙三支试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中，一段时间后过滤，得到不溶物和滤液。向不溶物中加稀硫酸，若无气泡产生，则不溶物中一定含有_____；若有气泡产生，则不溶物中一定含有________，可能含有____。
Cu
Cu、Fe
Al

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