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能力微专训4　金属活动性顺序及其应用
1.相同质量的M、N两种金属,分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应(M、N在生成物中均为+2价),生成的H2质量和反应时间的关系如图所示。下列有关叙述正确的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　
A.金属活动性:N>M
B.生成H2的质量相等
C.相对原子质量:N>M
D.消耗盐酸的质量相等
2.(改编)学习金属和金属材料单元后,我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu。为验证这一结论,下面实验设计合理的是 (　　)
A.将Fe、Cu两金属片分别放入稀盐酸中
B.将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中
C.将Zn、Fe两金属片分别放入CuCl2溶液中　
D.将Zn、Cu两金属片分别放入FeCl2溶液中
3.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
4.将一定量的锌粉加入硝酸镁和硝酸铜的混合液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列判断正确的是 (　　)
A.若滤液呈蓝色,则滤渣中一定有锌、镁、铜
B.若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生, 则滤液中一定有硝酸镁、 硝酸锌,硝酸铜
C.若向滤液中加入氢氧化钠溶液,则一定有氢氧化铜生成
D.滤渣中一定含有铜, 滤液中一定含有硝酸镁和硝酸锌
5.将一定质量的Zn放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,下列说法错误的是(　　)
A.滤渣中只含有Ag时,滤液一定呈蓝色
B.滤渣中含有Cu和Ag时,滤液一定呈无色
C.滤渣中含有Zn时,滤液中的溶质只有Zn(NO3)2
D.滤渣中含有Cu时,滤液中的溶质一定没有AgNO3
6. 向一定量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的锌粉,过滤,对溶液的质量变化情况以及滤液中含有的金属离子的判断一定不正确的是 (　　)
A.质量变小,Zn2+、Cu2+、Ag+
B.质量不变,Cu2+、Ag+
C.质量变小,Cu2+、Zn2+
D.质量变大,Cu2+、Zn2+
7.等质量的镁、锌、铁分别跟足量的稀硫酸在室温下反应,下列能够正确反映产生氢气的质量(m)与反应时间(t)关系的图像为 (　　)
　　　A.　　　　　　　　 B.
　　　C.　　　　　　　　D.
8.为探究铜、锌、X三种金属的活动性,某同学做了如下实验。则三种金属的活动性由强到弱的顺序是 (　　)
实验操作
现象 产生气泡 无明显现象 X丝表面析 出红色固体
A.锌>X>铜 　B.X>锌>铜
C.锌>铜>X 　D.铜>X>锌
9.往AgNO3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,无气泡产生。根据上述现象,你能得出的结论是 (　　)
A.滤液中一定有Fe2+
B.滤渣中一定有Cu粉
C.滤渣中一定有Fe粉
D.滤液中一定有Ag+、Cu2+
10.将一定量的Zn加入含有Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中,充分反应后过滤,可以得到固体和溶液。
(1)若反应后溶液呈蓝色,分析溶液中含有的金属离子:　 　。
(2)写出一定会发生的反应的化学方程式:　 。
11.一定量的锌粉加入Mg(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。
(1)写出可能发生的反应的化学方程式:　 。
(2)分析滤渣的成分:　 。
(3)若反应后所得溶液的质量增加,可能的原因是　 　。
12.在Mg、Cu和AgNO3的混合溶液中加入一定量的锌,充分反应后过滤,向滤渣中滴加稀硫酸时有气泡产生。
(1)写出一个有关反应的化学方程式:　　　　　　　。
(2)反应后的溶液中含有的金属离子为　　　　　　　。
(3)过滤后得到固体的质量与所加锌的质量大小相比较,有　　　种可能。
13.向一定量的硝酸银、硝酸铜和硝酸铝的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤。请分析:
(1)若滤液呈蓝色,试分析滤液中溶质的成分。
(2)若向滤渣中加入稀盐酸无明显现象,试分析反应后溶液的质量与反应前混合溶液的质量关系　　　　　。
14.向一定质量的硝酸镁、硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中逐渐加入过量的锌粉,并不断搅拌。反应过程中硝酸亚铁的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。
(1)请写出导致溶液颜色发生变化的化学方程式。
(2)请写出B点所对应溶质的化学式。
(3)C点与A点相比,溶液质量变小,其原因是什么
15.为探究工业废水的综合利用,某化学小组在实验室中完成了以下实验。
(1)图中固体a、溶液b的名称分别是什么
(2)请分析溶液1中溶质的成分(写化学式)。
(3)写出上述反应中能使反应后溶液质量减小的化学方程式。
答案
1.C　【解析】根据图像可以看出,纵坐标表示氢气质量,横坐标表示时间,斜率表示反应速率,M的斜率比N的大,所以M的反应速率比N的反应速率快,所以M比N活泼,故A错误;根据图像可以看出,M产生的氢气多,N产生的氢气少,两种金属产生的氢气质量不同,故B错误;M产生的氢气比N的多,价态相同的金属与足量的酸反应,相对原子质量越大,产生的氢气越少,说明N的相对原子质量大,故C正确;若两个反应消耗盐酸的质量相等,则置换出的氢的质量相等,产生的氢气的质量应该相同,而由图像可以看出,产生的氢气质量不相等,故D错误。
2.D　【解析】若要验证三种金属活动性顺序,有两个思路:若两种金属活泼,一种金属不活泼,可以通过加入酸,根据能否与酸反应及反应的剧烈程度进行判断,或者选择两端金属盐溶液、中间金属单质或两端金属单质、中间金属盐溶液的方案。A、B选项只能得出两种金属的活动性顺序,无法判断第三种金属活动性强弱;C选项锌和铁都能置换出金属铜,则无法比较锌与铁的活动性强弱;D选项锌能置换出铁,溶液由浅绿色变为无色,铜不能置换出金属铁,溶液仍呈浅绿色,可知金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu。
3.C　4.D　5.B　6.B
7.A　【解析】等质量的金属与酸反应产生氢气的质量可以根据金属的化合价与相对原子质量的比来确定。等质量的镁、锌、铁三种金属与酸反应产生氢气的质量分别为、、,则三种金属产生氢气的质量关系为镁>铁>锌;根据图像,横坐标为时间,则相同时间内产生氢气的质量与金属活动性强弱有关,则相同时间内金属越活泼产生氢气越多,斜线越陡,镁最陡,锌次之,铁最缓,A选项符合题意。
8.A　【解析】X能与稀硫酸反应,产生气泡,说明X是在金属活动性顺序中位于氢前的金属;X放入硫酸锌中无明显现象,说明X的活动性比锌的弱,不能把锌从其化合物的溶液中置换出来;X放到硫酸铜溶液中能置换出红色金属铜,说明X的活动性强于铜;综上所述,三种金属的活动性由强到弱的顺序是锌>X>铜。
9.A　【解析】根据金属活动性顺序可知,金属活动性Fe>Cu>Ag,故铁先与硝酸银溶液反应,后与硝酸铜溶液反应,由于向滤渣中加入稀盐酸,无气泡产生,因此滤渣中一定没有金属铁,铁与硝酸银先反应,则滤渣中一定有金属银,可能有金属铜;滤液的成分一定有生成物硝酸亚铁,硝酸银和硝酸铜都不能确定是否完全反应。
10.(1)一定有Al3+、Zn2+、Cu2+,可能有Ag+
(2)Zn+2AgNO3Zn(NO3)2+2Ag
【解析】根据金属活动性顺序可知,铝的活动性比锌强,则锌不与硝酸铝反应,溶液中一定会存在不反应的硝酸铝和生成物硝酸锌,由于滤液呈蓝色,则溶液中还有硝酸铜未反应完,因此溶液中含有的金属离子一定有Al3+、Zn2+、Cu2+,可能有Ag+;锌先和硝酸银反应,再与硝酸铜反应,则一定发生的反应的化学方程式为Zn+2AgNO3Zn(NO3)2+2Ag。
11.(1)Zn+Cu(NO3)2Zn(NO3)2+Cu
(2)一定有银,可能有铜
(3)锌与硝酸银反应使溶液减小的质量小于锌与硝酸铜反应使溶液增加的质量(合理即可)
【解析】根据金属活动性顺序,镁的活动性比锌的强,则锌与硝酸镁不反应,根据金属活动性Zn>Cu>Ag,锌先与硝酸银反应,后与硝酸铜反应,滤液呈蓝色,则硝酸铜剩余,一定发生的反应是锌与硝酸银的反应,可能发生的反应是锌与硝酸铜的反应;由于锌一定与硝酸银反应,则滤渣中一定有置换出的银,可能有置换出的铜;若只发生锌与硝酸银的反应,65份质量的锌置换出216份质量的银,溶液的质量会减少,锌与硝酸铜反应,65份质量的锌置换出64份质量的铜,溶液的质量会增大,若反应后溶液的质量增加,则锌与硝酸铜反应使溶液增加的质量应大于锌与硝酸银反应使溶液减少的质量。
12.(1)Zn+2AgNO3Zn(NO3)2+2Ag[或 Zn+Cu(NO3)2Zn(NO3)2+Cu]
(2)Mg 2+、Zn 2+
(3)3
【解析】根据金属活动性顺序镁>锌>铜>银可知,锌不与硝酸镁溶液反应,则锌先与硝酸银溶液反应,再与硝酸铜溶液反应,两个反应都有可能发生;由于反应后向滤渣中加稀硫酸有气泡产生,则滤渣中要有活泼金属锌存在,则锌过量,溶液中只含不反应的硝酸镁和生成物硝酸锌,金属离子为Mg 2+、Zn 2+;由于发生了两个反应,65份质量的锌置换出216份质量的银,固体的质量会增多,锌与硝酸铜反应,65份质量的锌置换出64份质量的铜,固体的质量会减少,若增大的质量和减少的质量相等,则固体的质量与锌的质量相等,若增大的质量小于减少的质量,则固体的质量小于所加锌的质量,若增大的质量大于减少的质量,则固体的质量大于所加锌的质量,共三种情况。
13.(1)一定有硝酸铝、硝酸锌、硝酸铜,可能含有硝酸银。
(2)不确定
【解析】(1)涉及四种金属活动性排序:铝>锌>铜>银。加入的锌先和硝酸银反应置换出银,再和硝酸铜反应置换出铜,不和硝酸铝反应,因最终溶液呈蓝色,即有铜离子在溶液中,故存在以下三种情况:①锌只置换了一部分银;②锌置换了所有的银;③置换了所有的银后又置换了部分的铜。以上三种情况说明溶液中一定有未参与反应的硝酸铝、反应生成的硝酸锌、未全部被置换出的硝酸铜,而硝酸银可能有,也可能没有。
(2)向滤渣中加入稀盐酸无明显现象,则存在以下两种情况:①滤渣中只有银;②滤渣中有银和铜。根据锌和硝酸银反应的化学方程式:
Zn+2AgNO3Zn+2Ag
65 216
可知,反应后溶液质量减小,根据锌和硝酸铜反应的化学方程式:
Zn+Cu(NO3)2Zn(NO3)2+Cu
65　　　　　　　　　 　　　　64
可知,反应后溶液质量增大;滤渣中只有银的时候,反应后溶液质量减小;滤渣中有银和铜,反应后溶液质量变化不确定。
14.(1)Zn+Fe(NO3)2Zn(NO3)2+Fe
(2)Mg(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)2
(3)反应生成的Zn(NO3)2的质量小于参加反应的Fe(NO3)2和AgNO3的质量之和
15.(1)固体a为锌,溶液b为稀硫酸或硫酸铜溶液
(2)Mg(NO3)2和Zn(NO3)2
(3)Zn+2AgNO3Zn(NO3)2+2Ag

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