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滚动小专题（四） 金属活动性顺序的探究与应用
金属活动性顺序的应用是中考命题的热点，主 ( http: / / www.21cnjy.com )要考查学生对金属活动性顺序的探究和应用，要求学生能熟练掌握金属活动性顺序来判断金属的活动性，云南各市近三年中考对本专题的考查常见题型为选择题和填空题，2015年曲靖卷、云南统考卷第20题均以选择题的形式出现；2014年云南统考卷第25题以填空题形式命题；2013各州市卷一般在第21题选择题和第27题或25题填空题出现，分值2～5分，考查设计实验证明不同种金属的活动性顺序、判断金属活动性强弱、书写化学方程式、判断反应类型等。
一、金属活动性顺序的探究
设计实验证明不同种金属的活动性顺序，其设计思路为：
1.在外界条件相同的条件下，把不同种金属分别加入溶质质量分数相同、体积相同的同种酸溶液中，根据现象得出金属活动性强弱。
2.在外界条件相同的条件下，把不同种金属分别加入同一种盐溶液中，根据现象得出金属活动性强弱。
二、金属活动性顺序的应用
1.判断金属跟酸能否发生置换反应。
【温馨提示】①在金属活动性顺序里，位于氢前 ( http: / / www.21cnjy.com )面的金属才能置换出酸中的氢，金属越活泼，反应越剧烈（酸一般指盐酸和稀硫酸）；②Fe跟酸反应生成的是亚铁盐。
2.判断金属跟盐溶液能否发生置换反应。
【温馨提示】①反应物中单质金属元素要排在盐 ( http: / / www.21cnjy.com )中金属元素前面；②反应物中盐必须是可溶的，即盐溶液；③K、Ca、Na等活动性极强的金属由于常温下就能与盐溶液中的水发生反应，生成碱，故不能置换出盐中的金属；④Fe跟盐溶液反应生成的是亚铁盐。
3.推断不同种金属的活动性。
4.根据金属活动性顺序推断实验可行的方案。
类型1　金属活动性顺序的探究
　为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探究。
(1)小明设计的实验方案： ( http: / / www.21cnjy.com )向表面积相同的铝片和锌粒中分别加入盐酸。写出锌粒与盐酸反应的化学方程式：________________________。
(2)小芳将去保护膜和未去保护膜的铝片 ( http: / / www.21cnjy.com )分别放入盐酸中，发现前者反应比后者快，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
小芳在实验(2)中，还观察到两个实验中都有“灰黑色沉淀”这一异常现象出现。
【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么？
【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色；AlCl3为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体，易溶于水和乙醇。
【提出合理假设】假设a：该灰黑色沉淀可能含有________________；
假设b：该灰黑色沉淀可能含有AlCl3；
假设c：该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质。
【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如下实验。
实验编号 实验操作 实验现象
① 加入适量稀硫酸 有微量气泡，固体全部溶解，得到澄清溶液
② 加入适量蒸馏水 固体部分溶解
③ 加入适量无水乙醇 固体部分溶解
　　【得出结论】由实验①可判断假设 ( http: / / www.21cnjy.com )c________(填“成立”或“不成立”)，再结合实验②和③可得出该灰黑色沉淀的成分是____________。
你认为(1)中小明的实验能否比较锌和铝的金属 ( http: / / www.21cnjy.com )活动性强弱？________(填“能”或“不能”)，分别从设计方法和操作可行性的角度，具体说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
思路点拨：通过题干发现两组反应快慢是由 ( http: / / www.21cnjy.com )“去保护膜和未去保护膜”引起的，再结合铝的性质可知，未去膜的铝片表面有氧化铝，而该金属氧化物也可以与盐酸反应，但不会产生氢气，因而去保护膜的铝片反应更快；由文献可知铝在较小时为灰黑色，因而假设a可答为铝或铝和氯化铝；由实验①可知该灰黑色沉淀可与稀硫酸反应，全部溶解，所以不会含有难溶于酸的物质，所以假设c错误；通过实验②③可知灰黑色沉淀既含有铝又含有氯化铝；因为小明的实验设计中没有很好的控制变量：金属的纯度、盐酸的浓度等，因而不能得出科学的结论；而从操作可行性角度分析，实际操作中也很难做到铝片和锌粒的表面积相同。
类型2　滤液、滤渣成分的判断
　(2015·河池)向一定量的AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤。分析判断下列说法正确的是( )
A．滤渣中一定有Zn，可能有Ag
B．滤渣中一定有Cu、Ag，可能有Zn
C．滤液中只有Zn(NO3)2
D．滤液中一定有Zn(NO3)2，可能有Cu(NO3)2
思路点拨：根据三种金属活动性由强到弱的 ( http: / / www.21cnjy.com )顺序：锌＞铜＞银，金属放入盐的混合溶液中，总是把活动性最弱的金属最先置换完，再按由弱到强的顺序进行置换。当把锌粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中时，银首先被置换出来，在银完全置换后，铜才能被置换出来。根据加入锌粉的质量多少，可得到以下几种可能：①若加入的锌的量只能与部分硝酸银发生反应，所得滤液所含溶质为AgNO3、Cu(NO3)2和生成的Zn(NO3)2，滤渣只有Ag；②若加入的锌的量与硝酸银恰好完全反应或与部分硝酸铜能发生反应，所得滤液所含溶质为Cu(NO3)2和生成的Zn(NO3)2，滤渣有Ag或Ag、Cu；③若加入过量的锌，硝酸银与硝酸铜都被全部反应，所得滤液所含溶质为生成的Zn(NO3)2；滤渣有Ag、Cu、Zn；所以滤液中一定含有的溶质是Zn(NO3)2，可能有Cu(NO3)2。
一、选择题
1．(2015·通辽)某同学设计了探究Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序的实验方案，仅用组内试剂，无法完成的是( )
A．Fe、Cu、Ag、稀硫酸
B．Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液
C．Fe、Ag、CuSO4溶液
D．Fe、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液
2．(2015·兰州)取等质量的甲 ( http: / / www.21cnjy.com )、乙、丙三种金属，分别投入相同浓度的盐酸中，只有甲有气泡产生；再取一小块乙投入丙的硝酸盐溶液中，乙的表面没有丙析出。则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是( )
A．甲＞乙＞丙 B．甲＞丙＞乙
C．丙＞乙＞甲 D．乙＞丙＞甲
3．(2015·昆明)根据金属活动性顺序判断，下列化学方程式正确的是( )
A．2Fe＋6HCl===2FeCl3＋3H2↑
B．Zn＋SnCl2===Sn＋ZnCl2
C．Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑
D．Cu＋ZnSO4===Zn＋CuSO4
4．(2015·黄石)为了验证镁、铜两种金属活动性大小，某同学设计了如图所示的实验，为了达到试验目的，溶液应该选择( )
A．稀硫酸
B．硫酸镁溶液
C．氯化钠溶液
D．植物油
5．(2015·德州)硬铝的组成金属有铝 ( http: / / www.21cnjy.com )、镁、铜、锰等。已知：锰丝放入稀硫酸中，有气泡产生；锰丝放入硫酸铝溶液中，表面没有金属析出。结合我们所学金属在溶液中的活动性顺序，下列有关金属的活动性强弱判断错误的是( )
A．Mn强于Cu B．Al强于Mn
C．Mg强于Al D．Mn强于Mg
6．(2015·南京)现有甲、乙、丙 ( http: / / www.21cnjy.com )三种金属，采用将其中的一种金属分别放入另外两种金属的硫酸盐溶液中的方法进行实验，得到三种金属间的转化关系(如下图所示)。则三种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A．乙、甲、丙
B．乙、丙、甲
C．丙、甲、乙
D．丙、乙、甲
7．(2015·咸宁)下列现象或事实不能用金属活动性顺序合理解释的是( )
A．实验室不能用铜和稀硫酸反应制取氢气
B．金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝的金属活动性强
C．铜能将银从硝酸银溶液中置换出来
D．锌粉、铁粉分别与溶质的质量分数相同的稀盐酸反应，前者产生气泡速率较快，说明锌比铁的金属活动性强
8．(2015·海南)小明为了比较X、 ( http: / / www.21cnjy.com )Y、Z、W 四种金属的活动性顺序，利用这四种金属单质、稀盐酸、Z的硝酸盐溶液和W 的硝酸盐溶液，进行有关实验，结果如下表(“√”表示能反应，“－”表示不能反应，“空白”表示未做该实验)。请你判断四种金属的活动性顺序为( )
　
X Y Z W
稀盐酸 √ － － √
Z的硝酸盐溶液 √
W的硝酸盐溶液 √ －
A．Y＞Z＞X＞W B．X＞Y＞W＞Z
C．X＞W＞Y＞Z D．W＞X＞Y＞Z
9．(2015·佛山)为了探究a、b、c三种金属活动性顺序，某同学设计了如下实验。实验结论正确的是( )
A．b＞a＞c B．a＞b＞c
C．c＞b＞a D．c＞a＞b
10．(2015·巴中)往Ag ( http: / / www.21cnjy.com )NO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生。根据上述现象分析，你认为下面结论错误的是( )
A．滤渣一定有Fe粉
B．滤渣一定有Cu粉
C．滤液中一定有Fe2＋
D．滤液中一定有Ag＋、Cu2＋
二、填空题
11．(2015·吉林)根据下面部分金属的活动性顺序回答：
(1)上述金属中活动性最强的是________；
(2)按年代最早被广泛使用的金属是________；
(3)已知：①X＋H2SO4===XS ( http: / / www.21cnjy.com )O4＋H2↑　②Y＋2ZNO3===Y(NO3)2＋2Z　③Y与稀硫酸不反应，则符合要求的X、Y、Z分别是________(填字母)。
A．Cu、Hg、Ag　B．Fe、Cu、Ag　C．Mg、Zn、Fe
12．(2015·淮安)金属在生产、生活中有广泛的应用，认识金属的性质有利于我们更好地利用金。
(1)用铜制作导线是利用铜的________性；
(2)小刚通过实验探究得知以下两组物质均能发生反应：
Ⅰ.铁和硫酸铜溶液　Ⅱ.铝和硫酸亚铁溶液
①Ⅰ中发生反应的化学方程式是________________________________；
②铁、铝、铜的金属活动性由强到弱的顺序是________；
③小刚继续探究某未知金属X与铁、铜的活动性 ( http: / / www.21cnjy.com )强弱关系，设计了以下实验方案并对实验结果进行预测。下列实验方案及预测如果与事实相符，就可以判断出X、铁、铜金属活动性强弱顺序的有________(填字母)。
A．将X放入CuSO4溶液中能反应
B．将X放入CuSO4溶液中不能反应
C．将X放入FeSO4溶液中能反应
D．将X放入FeSO4溶液中不能反应
E．将X放入FeSO4溶液中不能反应，放入CuSO4溶液中能反应
13．(2015·玉林)金属材料在生产、生活与科学研究中应用广泛。
(1)钢铁是使用最多的金属材料，钢的硬度比纯铁的硬度________(填“大”或“小”)；
(2)自行车构件中的支架是铁制品，为防止它锈蚀，在其表面刷漆，其防锈原理是____________；
(3)某废旧站回收的混合金属 ( http: / / www.21cnjy.com )中含有铜、金(Au)和少量的镍(Ni)，经过初步处理成粉末后，随意将三种金属编号成X、Y、Z，进行如下回收流程：
①操作a的名称是________；
②铜、金、镍三种金属的活动性由强到弱的顺序是________；
③写出步骤Ⅳ反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．(2015·南平)为探究锌、铜、镍三种金属的性质，某兴趣小组进行如下实验。
取粗细、长短相同的锌丝、铜丝、镍丝均与50 mL稀盐酸反应，实验记录如下：
锌 铜 镍 铜
稀盐酸的质量分数 3% 3% 15% 15%
反应现象 少量气泡 无现象 许多气泡 无现象
(1)镍与稀盐酸反应生成氯化镍(NiCl ( http: / / www.21cnjy.com )2)和氢气，反应的化学方程式是________________________________________________________________________，
铜不能与稀盐酸发生化学反应的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)要判断三种金属活动性强弱，必须增 ( http: / / www.21cnjy.com )补一个实验才能得出结论，其实验内容是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
15．(2015·烟台)不锈钢材料中 ( http: / / www.21cnjy.com )含有的金属铬(Cr)能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，小娟与小涛进行了如下探究活动。
【猜想和假设】根据所学知识，猜想三种金属在金属活动顺序中的相对位置关系：
猜想一：Cr　Al　Cu　猜想二：Al　Cr　Cu
猜想三：________
【实验和探究】
(1)小娟的实验：取大小相同的铝、铬、铜三种金属片(用砂纸打磨光亮)。
实验步骤 实验现象 解释与结论
分别取三支试管，向其中入等质量、等浓度的稀硫酸然后将铝、铬、铜三种金属分别插入三支试管中。 铝片表面产生的气泡较快；铬片表面产生气泡较缓慢，溶液变蓝色；铜片无明显现象。 猜想________成立。 ( http: / / www.21cnjy.com )铬与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸亚铬(Cr ( http: / / www.21cnjy.com )SO4)溶液，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)小涛的实验：小涛只选 ( http: / / www.21cnjy.com )用了三种药品进行实验，也得出了三种金属在金属活动顺序中的相对位置关系。则他选用的三种药品可能是________________________________________________________________________；
【总结与归纳】由上述实验得出比较金属活动性 ( http: / / www.21cnjy.com )强弱的方法有：①________________________；②________________________。
16．(2015·黄冈)王老师在某工厂废水处 ( http: / / www.21cnjy.com )理池中提取一瓶含有AgNO3、Cu(NO3)2和Al(NO3)3的工业废水样品带回实验室。静置，取上层清液，加入锌粉，充分反应后过滤，得到滤液甲和滤渣乙。请你和你的化学小组完成以下探究(不考虑杂质干扰)
【提出问题】滤渣乙是什么？
【做出猜想】小明认为滤渣乙是银，小东认为滤渣乙是银和铜，小华认为滤渣乙是银、铜和铝，你认为滤渣乙还可能是________；
【交流讨论】大家经过讨论后，认为小华的猜想错误，理由是____________________；
【实验探究】设计实验探究滤渣乙的成分，请填写下列空白：
实验步骤 现象 结论
实验1：取滤渣乙加入盐酸 无气体产生 滤渣乙可能是____________
实验2：取滤液甲加入____________ 无蓝色沉淀 滤渣乙一定是________
【反思交流】通过交流，大家认为在滤液甲中加入稀盐酸，当观察到________，也能得出实验1的结论。
参考答案
归类例析
例1　(1)Zn＋2HCl===ZnCl2＋ ( http: / / www.21cnjy.com )H2↑　(2)未去保护膜的铝片表面有氧化铝(或氧化膜)，氧化铝先与盐酸反应　铝(或铝和氯化铝)　不成立　铝和氯化铝　不能　小明的实验方案中未控制金属的纯度、盐酸的浓度等相关变量相同；操作中难以做到铝片和锌粒的表面积相同
例2　D
专题精练
1．A　2.B　3.B　4. ( http: / / www.21cnjy.com )A　5.B　6.C　7.B　8.C　9.B　10.D　11.(1)镁　(2)铜　(3)B　12.(1)导电　(2)①Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　②铝＞铁＞铜
③BCE　13.(1)大　(2) ( http: / / www.21cnjy.com )与水和氧气隔绝　(3)①过滤　②镍、铜、金　③CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O　14.(1)Ni＋2HCl===NiCl2＋H2↑　铜不活泼，在金属活动性顺序中排在氢的后面　(2)把粗细、长短相同的锌丝、镍丝放入15%的50 mL稀盐酸中，观察放出气泡的快慢　15.Al　Cu　Cr　(1)二　Cr＋H2SO4===CrSO4＋H2↑　(2)Al、CrSO4溶液、Cu(其他合理答案也可)　①通过金属与酸反应比较　②通过金属与盐溶液反应比较　16.银、铜、锌　锌不和硝酸铝溶液反应　银或银和铜　氢氧化钠　银和铜无明显现象

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