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课题2 金属的化学性质
第2课时 金属活动性顺序
教学目标 1.通过实验探究认识金属活动性顺序；2.能用金属活动性顺序对有关的置换反应能否发生进行简单的判断，并能用化学方程式表示。3.掌握金属活动性顺序的应用。
重点和难点 重点：金属活动性顺序的探究实验。难点：金属与盐溶液的反应。
◆知识点一 金属活动性顺序
1.探究铝、铜、银的金属活动性顺序
（1）实验步骤图示
（2）实验现象
实验内容 现象 化学方程式 金属活动性比较
将铝丝浸入硫酸铜溶液中 铝丝上有 物质生成，溶液由 Al Cu
将铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝上有 物质生成，溶液 Cu Ag
将铜丝浸入硫酸铝溶液中 —— 无明显现象 不反应 Al Cu
（3）实验结论
①铝能置换出硫酸铜溶液中的铜，铜能置换出硝酸银溶液中的银，铜不能从硫酸铝溶液中置换出铝。
②Al、Cu、Ag的金属活动性顺序为Al>Cu>Ag。
①用砂纸打磨金属丝的目的是 。
2.常见金属的活动性顺序（重点，必背）
3.金属活动性顺序的应用
（1）判断金属的活动性强弱
在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越 。如金属活动性：Zn>Fe,Cu>Ag。
（2）判断金属与稀盐酸、稀硫酸能否发生置换反应
在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属 置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。如Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,而Cu位于氢后面，不能与稀盐酸、稀硫酸反应。
（3）判断金属与金属化合物溶液能否发生置换反应
在金属活动性顺序里，位于前面的金属(K、Ca、Na除外) 把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来，如Cu+2AgNO ===2Ag+Cu(NO3)2
①金属与酸反应的条件：氢之前，能置换；常见酸，稀盐酸，稀硫酸。（硝酸、浓硫酸具有氧化性，与金属不发生置换反应）②金属与金属化合物反应的条件：强换弱，盐要溶；钾钙钠，要除外。意思是在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来；金属化合物必须可溶；金属还要排除K、Ca、Na三种金属，因为这三种金属的活动性太强，加入金属化合物溶液中时先与水反应。
即学即练
1．小明以丙为“数轴”的原点将活动性顺序中的金属分为两部分。下列说法错误的是
A．在自然界中丁有单质形式存在
B．甲和乙都能和稀盐酸发生反应，且反应后溶液的质量都增加
C．将甲加入稀盐酸中，有气泡产生，溶液变为浅绿色
D．小明选择“数轴”的原点丙为
2．化学社团同学将铁丝折成“爱”“我”“中”“华”造型，放在垫有宣纸的培养皿中，再加入硫酸铜溶液，一段时间后铁丝表面变成红色。有关该实验的说法正确的是
A．铁的金属活动性比铜强 B．培养皿中溶液颜色无变化
C．不能用铝丝代替铁丝 D．该反应属于复分解反应
3．某学习小组同学利用杠杆原理设计如图所示实验，实验前在杠杆的两端分别挂质量相等的铜球和锌球(均已打磨)，此时杠杆平衡，然后将两个金属球分别浸没在盛有稀硫酸和FeSO4溶液的烧杯中进行实验。下列有关说法正确的是
A．实验中观察到左端烧杯中溶液变为蓝色
B．该实验可得出三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu
C．右端烧杯中反应后溶液质量增加
D．实验结束后移走烧杯，杠杆仍保持平衡
一、金属与金属化合物溶液反应后滤渣、滤液成分的判断
（1）将题目中涉及的金属按活动性由强到弱的顺序排列。
（2）根据金属与金属化合物溶液发生置换反应的规律[活动性强的金属(K、Ca、Na除外)可以把活动性弱的金属从其化合物溶液中置换出来，金属活动性差距越大越先反应],按反应的先后顺序正确书写相关化学方程式。
（3）由置换反应规律得出结论：①滤渣中一定含有活动性最弱的金属单质；②滤液中一定含有活动性最强的金属的离子。
（4）根据以上结论和题意对“可能含有”的物质进行具体分析和判断。
如向AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液中加锌粉：
反应进行程度 滤渣成分 滤液成分 图示分析
①锌与部分硝酸银反应
②锌与硝酸银恰好完全反应
③硝酸银完全反应，锌与部分硝酸铜反应
④硝酸银完全反应，锌与硝酸铜恰好完全反应
⑤锌有剩余，硝酸银、硝酸铜完全反应
实践应用
1．将锌粉加入到一定质量Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中，充分反应后过滤，可以得到溶液和固体。下列说法不正确的是
A．固体中只有Ag时，滤液一定是蓝色的
B．固体中有Ag和Cu时，滤液中一定有Zn(NO3)2，可能有Cu(NO3)2
C．一定发生的反应是：Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag
D．随着锌粉的加入，溶液的质量先增大后减小
2．向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入 mg锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列分析正确的是
A．若滤渣只含一种金属，则滤液中的溶质只有三种
B．若滤液中含有两种金属离子，则滤渣中的固体只有两种
C．若最终得到的滤渣质量仍为 mg，则滤液中溶质最多有两种
D．若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤液中的溶质只有两种
考点一 利用金属与盐溶液的实验现象比较金属活动性强弱
【例1】把X、Y、Z三种金属分别加入稀盐酸中，Y表面有气泡产生，X、Z无明显变化；再把X放到Z的金属化合物溶液中，X的表面有固体析出。则三种金属的活动性顺序是
A．Y＞X＞Z B．Y＞Z＞X C．X＞Z＞Y D．Z＞X＞Y
【变式1-1】有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀盐酸中，Y溶解并产生气泡，X不反应;如果把X和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在X表面有银析出，而Z没有变化。根据以上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．Y＞X＞Z B．Y＞Z＞X C．X＞Z＞Y D．Z＞X＞Y
【变式1-2】有甲、乙、丙三种表面积相同的金属，分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，只有乙有气泡冒出；再将甲投入乙和丙的化合物溶液中，甲的表面没有丙析出，则这四种金属活动性顺序为
A．甲>乙>丙 B．乙>甲>丙 C．乙>丙>甲 D．丙>乙>甲
【变式1-3】有甲、乙、丙、丁四种金属。只有甲在自然界主要以单质形式存在，丁的化合物的水溶液不能用乙制容器盛装，但可以用丙制的容器盛装。这四种金属的活动性由强至弱的顺序正确的是
A．甲>乙>丁>丙 B．丙>丁>乙>甲 C．丙>乙>丁>甲 D．乙>丁>丙>甲
考点二 滤液滤渣成分分析
【例2】将一定量的镁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应后，过滤，观察到滤液仍为蓝色。下列说法正确的是
A．滤液中一定含有硝酸镁、硝酸铜，一定没有硝酸银
B．滤渣中一定含有银和铜，一定没有镁
C．所得滤液的质量一定小于原混合溶液的质量
D．向滤液中加入稀盐酸，一定产生白色沉淀
【变式2-1】将一定质量的铁粉放入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，完全反应后，过滤得滤液和滤渣，小华同学对所得滤液和滤渣的组成作出如下判断：
①反应后所得的溶液一定是无色溶液；
②滤渣中一定有银，可能有铁和铜；
③滤液中一定含有硝酸亚铁、硝酸铜，可能是硝酸银；
④若向滤渣中加入盐酸有气体生成，则滤液中只有硝酸铁；
⑤滤渣的质量一定比加入铁粉的质量大
其中判断正确的个数有
A．5个 B．4个 C．3个 D．2个
【变式2-2】将一定质量Zn(NO3)2和AgNO3的混合溶液，按如图所示进行实验，现象如图中所述：
分析图中信息进行判断，下列说法合理的是
A．滤渣中可能含有单质Zn
B．滤渣中一定含有单质Ag、Fe
C．滤渣的质量一定小于ag
D．滤液中一定含有Mg2+，Fe2+，可能含有Zn2+
【变式2-3】将一定量铁粉加入含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质的溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是
A．若滤液中有AgNO3，则滤渣中一定没有Cu、Ag
B．若滤渣成分为Cu、Ag、Fe，则滤液中溶质只有一种
C．若滤渣成分为Cu、Ag，则滤液中一定有Fe(NO3)3
D．若滤液中有Cu(NO3)2，则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生
考点三 金属活动性顺序的实验探究
【例3】某化学兴趣小组的同学欲探究金属M与铜、铝的活动性顺序，进行以下探究活动(M是生活中常见的金属，MSO4溶液是无色液体)
【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？
【猜想与假设】
（1）①Al＞Cu＞M；②Al＞M＞Cu；③ 。
【设计与实验一】
（2）甲同学取M丝、铜丝、铝丝分别插入3支分别盛有等体积等浓度的稀盐酸的试管中，记录的现象如表：请完成表格中的横线部分内容：
实验操作 M丝 铜丝 铝丝 实验结论
刚开始的现象 有少量气泡产生 无气泡 无气泡 ；M＞Al
几分钟后的现象 有少量气泡产生 无气泡 有大量气泡产生
【交流与表达】
（3）同学们对上述实验得出两种不同结论的现象进行了讨论，明白了实验刚开始时插入铝丝的试管中无气泡产生的原因，该原因是 。
【实验二】
（4）为了进一步探究三种金属的活动性顺序，同学们取粗细相同、打磨干净的M丝和铝丝及相关溶液，又进行了如图所示的实验。试管乙中观察到的现象是 。
【交流与表达】
（5）同学们经过讨论后认为该实验可以优化，只需要做 和 两支试管的实验就可以得出正确的结论。
【思考】
（6）乙同学绘制了铝丝与稀硫酸产生氢气的速率随时间变化的曲线，请据图丁分析：
①时间0～t内，反应速率逐渐加快的主要原因是 。
②时间t以后，反应速率逐渐减慢的主要原因是 。
【变式3-1】为了验证铁、铜、银的金属活动性顺序，设计如下图所示实验方案。下列说法正确的是
A．①②④中溶液颜色都发生变化
B．①和③中金属表面都有气泡产生
C．②和③比较，能判断铜和银的活动性顺序
D．①②④比较，能判断铁、铜、银的活动性顺序
【变式3-2】124中学化学社团探究金属Cu、Fe、Ag活动性进行了如图实验。
（1）用砂纸打磨金属片，目的是 。
（2）铜与硝酸银溶液发生置换反应的化学方程式为 ，反应后溶液中可能含有的溶质是 。
（3）相毅同学指出有一个实验是多余的，它是 ，（填甲或乙或丙）通过现象得出了三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
【查阅资料】硝酸银溶液与盐酸反应生成氯化银；室温下氯化银是难溶于水的白色固体；
【继续探究】将实验结束后的甲、乙试管中所有物质倒在一个烧杯内，充分反应后过滤，得滤液和滤渣，探究滤液和滤渣的成分。
【进行实验】
（4）
实验操作 实验现象 实验分析与结论
a.取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸 无现象，产生气泡 由实验操作a可知滤液中不含有 ，最终确定滤渣的成分为
b.取滤渣于另一支试管中，向其中加入足量稀盐酸
【反思提升】科学探究中，我们要敢于质疑、收集证据、提高科学思维能力。
【变式3-3】M是生活中常见的金属，溶液是无色液体，某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序，请你和他们一起进行以下探究活动。
【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？
【实验一】
取粗细相同的M丝、铜丝、铝丝分别放入盛有等体积、等浓度稀盐酸的3支试管中，进行如表所示的实验。
实验操作 M丝插入试管①中 铜丝插入试管②中 铝丝插入试管③中 根据现象得出金属活动性顺序
刚开始的现象 有少量气泡产生 无气泡 无气泡
几分钟后的现象 有少量气泡产生 无气泡 有大量气泡产生
【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢？同学们带着这个疑问查阅了相关资料，明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡，是因为铝表面致密的氧化膜会先与盐酸反应。
（1）做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是 。
【实验二】为进一步确认M、铝、铜这三种金属的活动性顺序，取粗细相同、打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液，进行如图所示实验，得出金属活动性顺序：。
（2）写出乙中发生反应的化学方程式 。
（3）丙实验中观察到银白色固体表面有 色固体析出。
（4）同学们经讨论后认为去掉 (填编号)实验，也能得出正确的结论。
【综合应用】
（5）为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，同学们设计了下列四种方案，其中合理的有___________(填字母)。
A．溶液、 B．溶液、
C．溶液、溶液 D．、稀盐酸
【实验发现】
（6）在实验过程中，将表面积大小相同的M、铝、铜，分别加入足量相同的三份稀盐酸中，用温度传感器测定反应过程中的温度变化，所得温度变化曲线如图所示。利用温度升高的快慢 (填“能”或“不能”)验证金属活动性强弱。
（7）已知金属活动性：锰>铁，与稀硫酸反应后生成的化合物为。现将由金属锰、金属铁、金属铜组成的混合物放入一定量的稀硫酸中，充分反应后过滤得到固体，同时产生氢气的质量为 g。
基础达标
1．《宋会要辑稿》记载：“浸铜之法，先取生铁打成薄片，……浸渍数日，铁片为胆水(硫酸铜溶液)所薄，上生赤煤，取出刮洗……入炉烹炼，……方成铜。”下列说法正确的是
A．“打成薄片”时铁原子体积逐渐变小 B．浸渍数日后，“胆水”逐渐变为浅绿色
C．“铁片为胆水所薄”说明固体总质量减少 D．“上生赤煤”指铁片上生成了红色的碳
2．有甲、乙、丙三种金属，将乙和丙分别浸入稀硫酸中，乙溶解而丙不溶；若将丙浸入甲的硝酸盐溶液中，则析出甲，这三种金属的活动性由强到弱的顺序是
A．甲＞乙＞丙 B．甲＞丙＞乙 C．乙＞甲＞丙 D．乙＞丙＞甲
3．关于铝、铁、铜三种金属，下列有关说法不正确的是
A．三种金属均能与氧气反应
B．三种金属均被广泛应用于生产生活中
C．铝、铜、硫酸亚铁溶液可验证三种金属的活动性顺序
D．等量的三种金属与足量且等量的稀盐酸混合后溶液的质量相等
4．某同学按如下步骤对三种未知金属展开探究：
（1）将它们编号为：X、Y、Z；
（2）取样，分别加入到溶液中，发现X、Z表面出现红色物质而Y却没有。
（3）取X、Z大小相等的颗粒，分别加入到溶质质量分数相等的稀中，发现Z表面产生气泡的速度明显比X快。
则X、Y、Z的金属活动性由强到弱依次为
A． B． C． D．
5．我国传统工艺“湿法炼铜”涉及反应：。由该反应可知，铁和铜的金属活动性强弱关系是
A．Fe>Cu B．Fe6．小明以丙为“数轴”的原点将活动性顺序中的金属分为两部分。下列说法错误的是
A．在自然界中丁主要以单质形式存在
B．甲和乙都能和稀硫酸发生反应，且各方面条件相同时，甲比乙反应更快
C．将甲加入稀盐酸中，有气泡产生，溶液变为浅绿色
D．小明选择“数轴”的原点丙为H
7．下列有关叙述、应用及对应的化学方程式正确的是
A．用铁桶盛装硫酸铜溶液
B．黄铜与稀硫酸反应
C．证明铝的金属活动性比银强
D．铝制品抗腐蚀性能好的原因
8．在化学实验课上，兴趣小组的同学为验证常见金属的活动性顺序，设计并完成了如下实验，具体步骤如图所示，下列关于该实验的说法正确的是
A．将铜丝压成片状利用了其良好的导电性
B．A试管中溶液由浅绿色变为蓝色
C．B试管中的溶液在反应过程中质量减小
D．该实验无法证明铁、铜、银的金属活动性顺序
综合应用
9．利用金属与盐溶液的置换反应判断甲、乙、丙三种金属的活动性顺序，实验后得到三种金属的转化关系如图所示。下列相关说法正确的是
A．三种金属的活动性顺序为丙>甲>乙
B．甲、乙、丙依次可能为
C．要判断三种金属的活动性顺序，图示转化关系缺一不可
D．若将图中的金属换成对应盐溶液，箭头反向，各转化关系成立
10．为探究铁、铜两种金属的活动性，康康同学设计了如下实验，将 B、C试管反应后的废液倒入废液缸中，过滤得到滤渣和滤液，向所得滤液中加入铁粉，若有气泡产生，则下列说法正确的是
A．滤渣中含有铁和铜 B．滤液中含有硫酸、硫酸铜和硫酸亚铁
C．滤渣中只含有铜 D．滤液中含有硫酸和硫酸亚铁
11．为了探究金属与盐溶液的反应规律，将一定质量的铝粉和锌粉加入溶液中，充分反应后过滤得到滤渣和蓝色滤液，则下列判断正确的是
A．向滤渣中加入稀盐酸一定有气体产生
B．反应后滤液的质量大于反应前溶液的质量
C．滤液中一定含有，可能含有和
D．该实验过程中共发生了两个化学反应
12．为回收废旧手机主板中的贵金属Ag、Au，根据下面工艺流程图，回答下列问题。
已知：所含某种(或某些)元素化合价降低的反应物称为氧化剂；所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物称为还原剂。
（1）金属活动性顺序：Ag Au(选填“>”或“＜”)。
（2）预处理时将手机主板进行粉碎，目的是 。
（3）中氮元素的化合价是-3，银元素的化合价是 。
（4）生成Au的反应： ，反应中 作还原剂。(均填化学式)
（5）欲回收AgCl中的Ag，可选择下列试剂中_______(填字母)。
A．硝酸和盐酸 B．氨水 C．
13．某化工厂排出的废液中含有、和三种物质。为了分离并回收金属银和铜，化学课外小组的同学设计了如下实验方案：
根据实验方案填空：
（1）固体x是 ，固体y是 ，滤液B是
（2）写出反应①、②的化学方程式 、 。
拓展培优
14．小蕊同学家新买了水龙头，他从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬(Cr)的，他对金属铬产生浓厚兴趣并展开以下探究。
【查阅资料】
①铬同铝一样，在空气中表面能形成致密的氧化膜；
②铬在发生置换反应时生成Cr2+，含有Cr2+的溶液常显蓝色。
探究I：比较铝、铬、铜的活动性
【作出猜想】
（1）猜想1：Al>Cr>Cu 猜想2：Al>Cu>Cr 猜想3： 。
【实验1】
（2）将打磨光亮的铬片浸入到稀硫酸中，观察到 ，说明猜想2错误。
（3）再将 (写出实验操作)，根据现象可判断猜想1正确。
探究Ⅱ；模拟工业回收硝酸铬
【实验2】某电镀厂的废水中含有AgNO3、Cu(NO3)2和Cr(NO3)2，为了从中回收硝酸铬晶体和贵重金属银，小蕊设计了如下实验流程。
（4）加入足量金属甲的目的是 。
（5）与操作a相同的操作是 。
（6）加入的乙溶液为硝酸银溶液，此时发生反应的化学方程式为 (写一个)。
【反思交流】
（7）水龙头上常常镀铬的原因是 (写一条)。
15．碱性锌锰电池是生活中常用的电池，某研究小组的同学欲探究该电池中锰、锌、铜三种金属的活动性顺序，于是进行如下实验，请你一起参与他们的探究活动。
【查阅资料】金属锰为灰白色，氯化锰()溶液为浅粉色。
【提出问题】三种金属的活动性顺序是怎么样的？
【作出猜想】
（1）猜想①： 猜想②： 猜想③： 。
【进行实验】
（2）小组同学进行了以下实验(实验所用金属均已打磨，且形状、大小均相同)：
实验序号 实验方案 实验现象 实验结论
一 和的金属活动性均比强
二 片表面有固体析出，溶液由无色变为浅粉色 的金属活动性比 (填“强”或“弱”)
【解释与结论】
（3）实验一中a的数值为 ，实验二中发生反应的化学方程式为 。
（4）根据以上实验可知猜想 (填“①”“②”或“③”)成立，有同学认为将实验二中的溶液更换为溶液也能得到相同的结论，你是否支持该观点，并说明理由： 。
【拓展延伸】
（5）为了回收金属，小组同学将实验一和实验二中反应后的混合物倒入同一烧杯中，充分反应后过滤，得到固体和滤液，向滤液中加入锌粉，无气泡产生，则滤液中一定含有的溶质为 (写化学式，后同)，固体中可能含有的金属为 。
16．萧红中学化学兴趣小组的同学们在学习完金属的化学性质后，进行了探究实验。
（1）探究实验一：验证锌、铜、银的金属活动性顺序(如图1所示)。
请写出试管B中发生反应的化学方程式 ，反应后的固体中一定存在的物质是 (填化学式)。最终得出三种金属的活动性由强到弱的顺序为 (填化学式)。
探究实验二：当A、B试管内物质充分反应后，将两支试管内的物质同时倒入C废液缸中(如图2所示)，观察到固体表面银白色固体增多。将C废液缸中的物质进行过滤，同学们对滤液的成分进一步探究。
【提出问题】滤液中的溶质是什么？
【猜想与假设】小萧同学猜想：Cu(NO3)2、AgNO3
小红同学猜想：Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3
【交流与评价】
（2）经过分析，大家一致认为 同学的猜想是错误的，原因是物质 且不与其他物质反应，一定存在于滤液中。
【实验探究】小组同学继续实验，确定出可能存在的物质一定存在，最后得出滤液中的溶质成分为Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3。
探究实验三：向一定量的硝酸铜和硝酸银混合溶液中逐渐加入锌粉(如图3所示)，溶液中硝酸铜的质量与加入锌粉的质量关系(如图4所示)，请结合图像回答下列问题：
（3）a点时，溶液的质量与初始时溶液质量相比质量 (填“增加”、“减少”或“不变”)。b点时，将烧杯中的混合物进行过滤，得到的滤渣质量(M)的取值范围为 。
答案和解析
教学目标 1.通过实验探究认识金属活动性顺序；2.能用金属活动性顺序对有关的置换反应能否发生进行简单的判断，并能用化学方程式表示。3.掌握金属活动性顺序的应用。
重点和难点 重点：金属活动性顺序的探究实验。难点：金属与盐溶液的反应。
◆知识点一 金属活动性顺序
1.探究铝、铜、银的金属活动性顺序
（1）实验步骤图示
（2）实验现象
实验内容 现象 化学方程式 金属活动性比较
将铝丝浸入硫酸铜溶液中 铝丝上有紫红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变为无色 2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu Al＞Cu
将铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝上有银白色物质生成，溶液由无色逐渐变为蓝色 Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag Cu＞Ag
将铜丝浸入硫酸铝溶液中 —— 无明显现象 不反应 Al＞Cu
（3）实验结论
①铝能置换出硫酸铜溶液中的铜，铜能置换出硝酸银溶液中的银，铜不能从硫酸铝溶液中置换出铝。
②Al、Cu、Ag的金属活动性顺序为Al>Cu>Ag。
①用砂纸打磨金属丝的目的是除去金属表面的氧化膜及污物。
2.常见金属的活动性顺序（重点，必背）
3.金属活动性顺序的应用
（1）判断金属的活动性强弱
在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。如金属活动性：Zn>Fe,Cu>Ag。
（2）判断金属与稀盐酸、稀硫酸能否发生置换反应
在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。如Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,而Cu位于氢后面，不能与稀盐酸、稀硫酸反应。
（3）判断金属与金属化合物溶液能否发生置换反应
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，如Cu+2AgNO ===2Ag+Cu(NO3)2
①金属与酸反应的条件：氢之前，能置换；常见酸，稀盐酸，稀硫酸。（硝酸、浓硫酸具有氧化性，与金属不发生置换反应）②金属与金属化合物反应的条件：强换弱，盐要溶；钾钙钠，要除外。意思是在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来；金属化合物必须可溶；金属还要排除K、Ca、Na三种金属，因为这三种金属的活动性太强，加入金属化合物溶液中时先与水反应。
即学即练
1．小明以丙为“数轴”的原点将活动性顺序中的金属分为两部分。下列说法错误的是
A．在自然界中丁有单质形式存在
B．甲和乙都能和稀盐酸发生反应，且反应后溶液的质量都增加
C．将甲加入稀盐酸中，有气泡产生，溶液变为浅绿色
D．小明选择“数轴”的原点丙为
【答案】D
【解析】A、丁在 “数轴” 最右端，说明丁的金属活动性极弱，结合金属活动性顺序，像\ceAu（金）等极不活泼金属，在自然界中有单质形式存在，该选项正确。
B、甲、乙都位于氢之前，能和稀盐酸反应。以与稀盐酸反应为例，化学方程式为，每54份质量的Al反应，生成6份质量的，溶液质量增加；Fe与稀盐酸反应，化学方程式为，每56份质量的\Fe反应，生成2份质量的\，溶液质量也增加，该选项正确。
C、甲是Al，\ceAl和稀盐酸反应生成和，有气泡产生，但溶液是无色的，不是浅绿色，该选项错误。
D、“数轴” 原点将金属分为两部分，结合金属活动性顺序，原点丙应为H，这样原点前的金属（位于氢之前，原点后的金属位于氢之后，该选项正确。
故选：D
2．化学社团同学将铁丝折成“爱”“我”“中”“华”造型，放在垫有宣纸的培养皿中，再加入硫酸铜溶液，一段时间后铁丝表面变成红色。有关该实验的说法正确的是
A．铁的金属活动性比铜强 B．培养皿中溶液颜色无变化
C．不能用铝丝代替铁丝 D．该反应属于复分解反应
【答案】A
【解析】A、铁丝伸入硫酸铜溶液，一段时间后铁丝表面变成红色，说明铁能把铜从硫酸铜溶液中置换出来，说明铁的金属活动性比铜强，故选项说法正确；
B、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，硫酸铜溶液是蓝色，硫酸亚铁溶液是浅绿色，溶液颜色会从蓝色变为浅绿色，故选项说法错误；
C、铝在金属活动性顺序中也排在铜前面，铝同样能和硫酸铜溶液发生置换反应，能用铝丝代替铁丝，故选项说法错误；
D、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，此反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，不是复分解反应，故选项说法错误；
故选：A。
3．某学习小组同学利用杠杆原理设计如图所示实验，实验前在杠杆的两端分别挂质量相等的铜球和锌球(均已打磨)，此时杠杆平衡，然后将两个金属球分别浸没在盛有稀硫酸和FeSO4溶液的烧杯中进行实验。下列有关说法正确的是
A．实验中观察到左端烧杯中溶液变为蓝色
B．该实验可得出三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu
C．右端烧杯中反应后溶液质量增加
D．实验结束后移走烧杯，杠杆仍保持平衡
【答案】C
【解析】A、铜与稀硫酸不反应，则实验中观察到左端烧杯中无明显现象，说法错误，不符合题意；
B、铜与稀硫酸不反应，说明氢比铜活泼；锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌，说明锌比铁活泼，不能得出铁的金属活动性比铜强，说法错误，不符合题意；
C、右端烧杯中锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌，化学方程式为，每65份质量的锌置换出56份质量的铁，则反应后溶液质量增加，说法正确，符合题意；
D、左端烧杯中铜与稀硫酸不反应，则实验结束后移走烧杯，铜球的质量不变；右端烧杯中锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌，化学方程式为，每65份质量的锌置换出56份质量的铁，则实验结束后移走烧杯，锌球的质量减小，故实验结束后移走烧杯，杠杆左端下沉，说法错误，不符合题意。
故选：C。
一、金属与金属化合物溶液反应后滤渣、滤液成分的判断
（1）将题目中涉及的金属按活动性由强到弱的顺序排列。
（2）根据金属与金属化合物溶液发生置换反应的规律[活动性强的金属(K、Ca、Na除外)可以把活动性弱的金属从其化合物溶液中置换出来，金属活动性差距越大越先反应],按反应的先后顺序正确书写相关化学方程式。
（3）由置换反应规律得出结论：①滤渣中一定含有活动性最弱的金属单质；②滤液中一定含有活动性最强的金属的离子。
（4）根据以上结论和题意对“可能含有”的物质进行具体分析和判断。
如向AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液中加锌粉：
反应进行程度 滤渣成分 滤液成分 图示分析
①锌与部分硝酸银反应 Ag AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
②锌与硝酸银恰好完全反应 Ag Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
③硝酸银完全反应，锌与部分硝酸铜反应 Ag、Cu Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
④硝酸银完全反应，锌与硝酸铜恰好完全反应 Ag、Cu Zn(NO3)2
⑤锌有剩余，硝酸银、硝酸铜完全反应 Ag、Cu、Zn Zn(NO3)2
实践应用
1．将锌粉加入到一定质量Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中，充分反应后过滤，可以得到溶液和固体。下列说法不正确的是
A．固体中只有Ag时，滤液一定是蓝色的
B．固体中有Ag和Cu时，滤液中一定有Zn(NO3)2，可能有Cu(NO3)2
C．一定发生的反应是：Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag
D．随着锌粉的加入，溶液的质量先增大后减小
【答案】D
【分析】金属活动性：Zn＞Cu＞Ag，将锌粉加入到一定质量Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银完全反应后，锌与硝酸铜反应生成硝酸锌与铜。
【解析】A、固体中只有Ag时，说明硝酸铜没有参与反应，此时滤液中含硝酸铜，滤液一定是蓝色的，不符合题意；
B、固体中有Ag和Cu时，说明锌与硝酸铜发生了反应，则硝酸银已经完全反应，锌一定与硝酸银、硝酸铜反应生成了硝酸锌，硝酸铜是否完全反应未知，故滤液中一定含有硝酸锌，可能含有硝酸铜，不符合题意；
C、锌一定与硝酸银反应生成了硝酸锌和银，该反应的化学方程式为：，不符合题意；
D、将锌粉加入到一定质量Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，即，65份质量的锌置换出216份质量的银，固体质量增加，溶液质量减小，待硝酸银完全反应后，锌与硝酸铜反应生成硝酸锌与铜，即，65份质量的锌置换出64份质量的铜，固体质量减小，溶液质量增加，故溶液的质量先减小后增大，符合题意。
故选D。
2．向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入 mg锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列分析正确的是
A．若滤渣只含一种金属，则滤液中的溶质只有三种
B．若滤液中含有两种金属离子，则滤渣中的固体只有两种
C．若最终得到的滤渣质量仍为 mg，则滤液中溶质最多有两种
D．若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤液中的溶质只有两种
【答案】C
【分析】金属活动性：Zn大于Fe大于Ag，向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入 mg锌粉，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银完全反应后，锌与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。
【解析】A、若滤渣只含一种金属，则该金属为银，锌与硝酸银反应生成了硝酸锌，硝酸亚铁没有参与反应，硝酸银可能完全反应，也可能部分反应，故滤液中一定含硝酸亚铁、硝酸锌，可能含硝酸银，滤液中的溶质可能是两种，也可能是三种，不符合题意；
B、若滤液中含有两种金属离子，则滤液中含锌离子，亚铁离子，则硝酸银完全反应，则锌也已经完全反应，硝酸亚铁可能没有参与反应，也可能部分参与反应，故滤渣中一定含银，可能含铁，一定不含锌，不符合题意；
C、锌与硝酸银反应：，65份质量的锌置换出216份质量的银，固体质量增加，锌与硝酸亚铁反应：，65份质量的锌置换出56份质量的铁，固体质量减小，若最终得到的滤渣质量仍为 mg，说明锌一定与硝酸亚铁发生了反应，则硝酸银已经完全反应，锌与硝酸银、硝酸亚铁反应生成了硝酸锌，硝酸亚铁可能完全反应，也可能部分参与反应，故滤液中的溶质一定含硝酸锌，可能含硝酸亚铁，则滤液中溶质最多有两种，符合题意；
D、若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含铁，则锌一定与硝酸亚铁发生了反应，则硝酸银已经完全反应，锌与硝酸银、硝酸亚铁反应生成了硝酸锌，则滤液中一定含硝酸锌，硝酸亚铁可能完全反应，也可能部分参与反应，故滤液中可能含硝酸亚铁，则滤液中的溶质可能只含硝酸锌一种，也可能含硝酸锌、硝酸亚铁两种，不符合题意。
故选C。
考点一 利用金属与盐溶液的实验现象比较金属活动性强弱
【例1】把X、Y、Z三种金属分别加入稀盐酸中，Y表面有气泡产生，X、Z无明显变化；再把X放到Z的金属化合物溶液中，X的表面有固体析出。则三种金属的活动性顺序是
A．Y＞X＞Z B．Y＞Z＞X C．X＞Z＞Y D．Z＞X＞Y
【答案】A
【解析】把X、Y、Z三种金属加入稀盐酸中，Y表面有气泡产生，X、Z无明显变化，说明 Y 的金属活动性比氢强，X、Z的金属活动性比氢弱，即Y＞H且H＞X，H＞Z；
把X放到Z的金属化合物溶液中，X的表面有固体析出，说明X的金属活动性比 Z 强，即X＞Z；
综上，三种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z，故选A。
【变式1-1】有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀盐酸中，Y溶解并产生气泡，X不反应;如果把X和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在X表面有银析出，而Z没有变化。根据以上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．Y＞X＞Z B．Y＞Z＞X C．X＞Z＞Y D．Z＞X＞Y
【答案】A
【解析】由题意可知：如果把X和Y分别放入稀盐酸中，Y溶解并产生气泡，X不反应，说明Y的金属活动性比氢强，X的金属活动性比氢弱，即Y>H>X；把X和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在X表面有银析出，而Z没有变化，说明X的金属活动性比银强，Z的金属活动性比银弱，即X>Ag>Z.则X、Y、Z的金属活动性由强到弱的顺序是Y>X>Z。所以，A正确。
故选A。
【变式1-2】有甲、乙、丙三种表面积相同的金属，分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，只有乙有气泡冒出；再将甲投入乙和丙的化合物溶液中，甲的表面没有丙析出，则这四种金属活动性顺序为
A．甲>乙>丙 B．乙>甲>丙 C．乙>丙>甲 D．丙>乙>甲
【答案】C
【解析】根据题意，甲、乙、丙三种表面积相同的金属，分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，只有乙有气泡冒出，说明只有乙的活动性排在氢前；将甲投入乙和丙的化合物溶液中，甲的表面没有丙析出，说明甲的活动性不如丙活泼，即丙>甲；故得出三种金属的活动性顺序是：乙>丙>甲；
故选：C。
【变式1-3】有甲、乙、丙、丁四种金属。只有甲在自然界主要以单质形式存在，丁的化合物的水溶液不能用乙制容器盛装，但可以用丙制的容器盛装。这四种金属的活动性由强至弱的顺序正确的是
A．甲>乙>丁>丙 B．丙>丁>乙>甲 C．丙>乙>丁>甲 D．乙>丁>丙>甲
【答案】D
【解析】根据题干分析，“只有甲在自然界主要以单质形式存在”：这表明甲的活动性最弱，因为活动性弱的金属不易发生反应，才能在自然界中以单质形式稳定存在（如金、银）。因此，甲是活动性最弱的金属。
“丁的化合物的水溶液不能用乙制的容器盛装”：丁的化合物水溶液是丁的盐溶液。不能用乙制的容器盛装，说明乙能与丁的盐溶液反应，即乙能将丁从其盐溶液中置换出来。根据金属活动性顺序规则，活动性强的金属能置换活动性弱的金属，因此乙的活动性强于丁（乙 > 丁）。
“丁的化合物的水溶液可以用丙制的容器盛装”：这表示丙不能与丁的盐溶液反应，即丙不能置换丁。因此，丙的活动性弱于丁（丁 > 丙）。
综合以上信息：乙 > 丁 > 丙，且甲活动性最弱，因此四种金属的活动性顺序为：乙 > 丁 > 丙 > 甲。
故选D。
考点二 滤液滤渣成分分析
【例2】将一定量的镁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应后，过滤，观察到滤液仍为蓝色。下列说法正确的是
A．滤液中一定含有硝酸镁、硝酸铜，一定没有硝酸银
B．滤渣中一定含有银和铜，一定没有镁
C．所得滤液的质量一定小于原混合溶液的质量
D．向滤液中加入稀盐酸，一定产生白色沉淀
【答案】C
【分析】在金属活动性顺序中，镁＞铜＞银。将镁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，镁先与硝酸银反应生成硝酸镁和银；当硝酸银完全反应后，镁再与硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，因为过滤后滤液仍为蓝色，说明滤液中一定有硝酸铜。
【解析】A、滤液仍为蓝色，说明滤液中一定有硝酸铜，由于镁先与硝酸银反应，若硝酸银没有完全反应，滤液中还会有硝酸银，故选项说法错误；
B、因为滤液中有硝酸铜，说明镁可能只与部分硝酸银反应，也可能与硝酸银反应完后又与部分硝酸铜反应，所以滤渣中一定有银，可能有铜，一定没有镁，故选项说法错误；
C、镁与硝酸银反应，，每24份质量的镁能置换出216份质量的银，溶液质量减小；镁与硝酸铜反应，每 24 份质量的镁能置换出64份质量的铜，溶液质量也减小，所以所得滤液的质量一定小于原混合溶液的质量，故选项说法正确；
D、滤液中可能有硝酸银，也可能没有硝酸银，所以向滤液中加入稀盐酸，不一定产生白色沉淀，故选项说法错误；
故选：C。
【变式2-1】将一定质量的铁粉放入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，完全反应后，过滤得滤液和滤渣，小华同学对所得滤液和滤渣的组成作出如下判断：
①反应后所得的溶液一定是无色溶液；
②滤渣中一定有银，可能有铁和铜；
③滤液中一定含有硝酸亚铁、硝酸铜，可能是硝酸银；
④若向滤渣中加入盐酸有气体生成，则滤液中只有硝酸铁；
⑤滤渣的质量一定比加入铁粉的质量大
其中判断正确的个数有
A．5个 B．4个 C．3个 D．2个
【答案】D
【解析】金属活动性顺序：铁＞铜＞银，铁粉先置换银，后置换铜。
①溶液可能因含呈蓝色，不符合题意；
②滤渣一定含银，可能含铜或铁，符合题意；
③滤液一定含硝酸亚铁，但不一定含硝酸铜（可能完全反应），不符合题意；
④滤渣加盐酸有气体说明铁过量，滤液应只有硝酸亚铁，而非硝酸铁，不符合题意；
⑤根据反应和可知，每反应56份质量的铁，会生成216份质量的银或64份质量的铜，固体质量均增加，符合题意。
正确判断有②和⑤，共2个。
故选D。
【变式2-2】将一定质量Zn(NO3)2和AgNO3的混合溶液，按如图所示进行实验，现象如图中所述：
分析图中信息进行判断，下列说法合理的是
A．滤渣中可能含有单质Zn
B．滤渣中一定含有单质Ag、Fe
C．滤渣的质量一定小于ag
D．滤液中一定含有Mg2+，Fe2+，可能含有Zn2+
【答案】B
【分析】金属活动性：Mg＞Zn＞Fe＞Ag，向混合溶液中加入ag镁粉和铁粉的混合物，镁先与硝酸银反应生成硝酸镁和银，如果硝酸银完全反应后镁过量，镁再与硝酸锌反应生成硝酸镁和锌，如果镁与硝酸银反应后，硝酸银过量，铁再与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，铁与硝酸锌不反应。充分反应后，过滤，得到滤渣和浅绿色滤液，说明铁与硝酸银发生了反应，则镁已经完全反应，则硝酸锌没有参与反应，向滤渣中滴加稀硫酸，得到无色气体，说明滤渣中一定含铁，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，镁、铁一定与硝酸银反应生成了银，故滤渣中一定含银。
【解析】A、由分析可知，滤渣中一定含铁和银，硝酸锌没有参与反应，则滤渣中一定不含锌，不符合题意；
B、由分析可知，滤渣中一定含有单质银、铁，符合题意；
C、由分析可知，向混合溶液中加入ag镁粉与铁粉的混合物后，发生反应为镁与硝酸银反应生成硝酸镁和银，即，24份质量的镁置换出216份质量的银，固体质量增加，铁与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，即，56份质量的铁置换出216份质量的银，固体质量增加，故滤渣的质量大于ag，不符合题意；
D、由分析可知，镁与硝酸银反应生成了硝酸镁和银，铁与硝酸银反应生成了硝酸亚铁和银，铁过量，则硝酸银已经完全反应，硝酸锌没有参与反应，故滤液中一定含有硝酸镁、硝酸亚铁、硝酸锌，一定不含硝酸银，即滤液中一定含有镁离子、亚铁离子、锌离子，一定不含银离子，不符合题意。
故选B。
【变式2-3】将一定量铁粉加入含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质的溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是
A．若滤液中有AgNO3，则滤渣中一定没有Cu、Ag
B．若滤渣成分为Cu、Ag、Fe，则滤液中溶质只有一种
C．若滤渣成分为Cu、Ag，则滤液中一定有Fe(NO3)3
D．若滤液中有Cu(NO3)2，则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生
【答案】B
【分析】根据金属活动性顺序（Fe > Cu > Ag），铁粉优先置换AgNO3中的Ag，同时产生硝酸亚铁，如果铁过量，铁再置换硝酸铜中的Cu，同时产生硝酸亚铁。
【解析】A. 若滤液中有AgNO3，说明AgNO3未完全反应，此时Fe仅置换部分银离子，滤渣中必然含有Ag，但Cu未被置换（因AgNO3未反应完时Fe不会置换Cu）。因此，滤渣中一定含有Ag，而非“没有Cu、Ag”。A错误。
B. 若滤渣含Fe、Cu、Ag，说明Fe过量，AgNO3和Cu(NO3)2已完全反应。Fe在置换反应中生成Fe2+，溶质仅剩硝酸亚铁。B正确。
C. 若滤渣含Cu、Ag，说明Fe已置换Ag和Cu，但Fe可能未完全反应。Fe在置换反应中生成Fe2+，而非Fe3+。因此，滤液中应一定含有硝酸亚铁，而非硝酸铁。C错误。
D. 若滤液含硝酸铜，说明Fe可能未与硝酸铜反应或者只反应了部分硝酸铜，此时滤渣中一定含有银，可能含有铜，而无Fe。加入稀硫酸时，无Fe则无气泡。因此，“一定会有气泡”不成立。D错误。
故选B。
考点三 金属活动性顺序的实验探究
【例3】某化学兴趣小组的同学欲探究金属M与铜、铝的活动性顺序，进行以下探究活动(M是生活中常见的金属，MSO4溶液是无色液体)
【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？
【猜想与假设】
（1）①Al＞Cu＞M；②Al＞M＞Cu；③ 。
【设计与实验一】
（2）甲同学取M丝、铜丝、铝丝分别插入3支分别盛有等体积等浓度的稀盐酸的试管中，记录的现象如表：请完成表格中的横线部分内容：
实验操作 M丝 铜丝 铝丝 实验结论
刚开始的现象 有少量气泡产生 无气泡 无气泡 ；M＞Al
几分钟后的现象 有少量气泡产生 无气泡 有大量气泡产生
【交流与表达】
（3）同学们对上述实验得出两种不同结论的现象进行了讨论，明白了实验刚开始时插入铝丝的试管中无气泡产生的原因，该原因是 。
【实验二】
（4）为了进一步探究三种金属的活动性顺序，同学们取粗细相同、打磨干净的M丝和铝丝及相关溶液，又进行了如图所示的实验。试管乙中观察到的现象是 。
【交流与表达】
（5）同学们经过讨论后认为该实验可以优化，只需要做 和 两支试管的实验就可以得出正确的结论。
【思考】
（6）乙同学绘制了铝丝与稀硫酸产生氢气的速率随时间变化的曲线，请据图丁分析：
①时间0～t内，反应速率逐渐加快的主要原因是 。
②时间t以后，反应速率逐渐减慢的主要原因是 。
【答案】（1）M＞Al＞Cu
（2）M＞Cu Al＞M＞Cu
（3）铝与空气中的氧气反应生成氧化铝包裹在铝的表面，开始时是盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水
（4）M丝表面有红色固体生成，溶液由蓝色变为无色
（5）甲 乙
（6）反应放热 硫酸的浓度减小
【解析】（1）铝的金属活动性大于铜，根据已有猜想，三种金属的活动性顺序还可能是M＞Al＞Cu；
（2）M丝、铜丝、铝丝分别插入3支分别盛有等体积等浓度的稀盐酸的试管中，开始时，M丝表面有少量气泡产生，铜丝和铝丝表面无气泡，可以得出结论是金属活动性M＞Cu；M＞Al；几分钟后的，M丝表面有少量气泡产生，铝丝表面有大量气泡产生，铜丝表面气泡产生无气泡，说明金属M能与盐酸反应，铝能与盐酸反应，且比M与盐酸反应剧烈，铜不与盐酸反应，故可得出结论是金属活动性Al＞M＞Cu；
（3）铝与空气中的氧气反应生成氧化铝包裹在铝的表面，开始时是盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水，故开始时插入铝丝的试管中无气泡产生；
（4）金属活动性M＞Cu，故金属M能从硫酸铜中置换出铜，故试管乙中观察到的现象是M丝表面有红色固体生成，溶液由蓝色变为无色；
（5）甲实验中铝丝能置换出金属M，实验乙中M丝能置换出铜，由甲乙实验就可得出正确的结论；
（6）时间0～t内，反应速率逐渐加快的主要原因是反应放热，时间t以后，反应速率逐渐减慢的主要原因是硫酸的浓度减小。故填：反应放热；硫酸的浓度减小。
【变式3-1】为了验证铁、铜、银的金属活动性顺序，设计如下图所示实验方案。下列说法正确的是
A．①②④中溶液颜色都发生变化
B．①和③中金属表面都有气泡产生
C．②和③比较，能判断铜和银的活动性顺序
D．①②④比较，能判断铁、铜、银的活动性顺序
【答案】D
【解析】A、①中铁与稀盐酸反应，溶液由无色逐渐变为浅绿色，④中铜与硝酸银溶液反应，溶液由无色逐渐变为蓝色，但②中铜不与稀盐酸反应，无颜色变化，A错误；
B、①铁活动性排在氢前，能与稀盐酸反应，有气泡产生，③银活动性排在氢后，不能与稀盐酸反应，没有气泡产生，B错误；
C、②③均无明显现象，铜和银的活动性无法判断，C错误；
D、①铁与稀盐酸反应产生气泡，可证明活动性：Fe>H，②铜不与稀盐酸反应，没有气泡产生，可证明活动性：CuAg，综合①②④，可证明活动性：Fe>Cu>Ag，D正确。
故选D。
【变式3-2】124中学化学社团探究金属Cu、Fe、Ag活动性进行了如图实验。
（1）用砂纸打磨金属片，目的是 。
（2）铜与硝酸银溶液发生置换反应的化学方程式为 ，反应后溶液中可能含有的溶质是 。
（3）相毅同学指出有一个实验是多余的，它是 ，（填甲或乙或丙）通过现象得出了三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
【查阅资料】硝酸银溶液与盐酸反应生成氯化银；室温下氯化银是难溶于水的白色固体；
【继续探究】将实验结束后的甲、乙试管中所有物质倒在一个烧杯内，充分反应后过滤，得滤液和滤渣，探究滤液和滤渣的成分。
【进行实验】
（4）
实验操作 实验现象 实验分析与结论
a.取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸 无现象，产生气泡 由实验操作a可知滤液中不含有 ，最终确定滤渣的成分为
b.取滤渣于另一支试管中，向其中加入足量稀盐酸
【反思提升】科学探究中，我们要敢于质疑、收集证据、提高科学思维能力。
【答案】（1）除去金属片表面的氧化膜
（2） AgNO3/硝酸银
（3）甲 铁>铜>银
（4）AgNO3/硝酸银 银，铜，铁
【解析】（1）用砂纸打磨金属片，目的是除去金属片表面的氧化膜。
（2）铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜和银。化学方程式为：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。反应后溶液中一定含有硝酸铜，反应物可能有剩余，因此可能含有的溶质是AgNO3。
（3）乙实验中铁能置换出铜，可以证明铁比铜活泼，丙实验中铜能置换出银，可以证明铜比银活泼，利用乙、丙实验即可证明铁比铜活泼，铜比银活泼，不需再通过甲实验验证铁比银活泼，故甲实验是多余的，不需要进行该实验也能验证出三种金属的活动性顺序。通过现象得出了三种金属的活动性由强到弱的顺序是：铁>铜>银。
（4）取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸，无现象，根据查阅资料，说明没有剩余的硝酸银与稀盐酸反应产生白色沉淀，故滤液不含有硝酸银；取滤渣于另一支试管中，向其中加入足量稀盐酸，产生气泡，因银和铜都不会与稀盐酸反应，说明滤渣中存在能与稀盐酸反应的铁，因此硝酸银和硝酸铜都被铁完全置换成银和铜，而且铁还有剩余，故滤渣成分为银，铜，铁 。
【变式3-3】M是生活中常见的金属，溶液是无色液体，某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序，请你和他们一起进行以下探究活动。
【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？
【实验一】
取粗细相同的M丝、铜丝、铝丝分别放入盛有等体积、等浓度稀盐酸的3支试管中，进行如表所示的实验。
实验操作 M丝插入试管①中 铜丝插入试管②中 铝丝插入试管③中 根据现象得出金属活动性顺序
刚开始的现象 有少量气泡产生 无气泡 无气泡
几分钟后的现象 有少量气泡产生 无气泡 有大量气泡产生
【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢？同学们带着这个疑问查阅了相关资料，明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡，是因为铝表面致密的氧化膜会先与盐酸反应。
（1）做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是 。
【实验二】为进一步确认M、铝、铜这三种金属的活动性顺序，取粗细相同、打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液，进行如图所示实验，得出金属活动性顺序：。
（2）写出乙中发生反应的化学方程式 。
（3）丙实验中观察到银白色固体表面有 色固体析出。
（4）同学们经讨论后认为去掉 (填编号)实验，也能得出正确的结论。
【综合应用】
（5）为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，同学们设计了下列四种方案，其中合理的有___________(填字母)。
A．溶液、 B．溶液、
C．溶液、溶液 D．、稀盐酸
【实验发现】
（6）在实验过程中，将表面积大小相同的M、铝、铜，分别加入足量相同的三份稀盐酸中，用温度传感器测定反应过程中的温度变化，所得温度变化曲线如图所示。利用温度升高的快慢 (填“能”或“不能”)验证金属活动性强弱。
（7）已知金属活动性：锰>铁，与稀硫酸反应后生成的化合物为。现将由金属锰、金属铁、金属铜组成的混合物放入一定量的稀硫酸中，充分反应后过滤得到固体，同时产生氢气的质量为 g。
【答案】（1）除去金属表面的氧化物
（2）
（3）红
（4）丙
（5）AC
（6）不能
（7）0.3g
【解析】（1）做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是除去表面的氧化物。
（2）因为金属活动性顺序为：，金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来，所以乙中发生反应的化学方程式为：M+CuSO4=Cu+MSO4。
（3）丙实验中发生的反应为：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3，则观察到银白色固体表面有红色固体析出。
（4）甲实验说明Al>M，乙实验说明M>Cu，所以去掉丙实验，也能得出正确的结论。
（5）A. 金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来， 溶液混合，锌表面附着一层红色固体，可得Zn>Cu，CuSO4溶液与混合，无现象，可得出Cu>Ag，能验证Zn>Cu>Ag，此选项符合题意；
B. 溶液分别与混合，无明显现象，说明不能发生化学反应，所以三种金属中Zn的金属活动性最强，但不能验证的金属活动性强弱，此选项不符合题意；
C. 用溶液与Cu混合，不反应，可得出Zn>Cu；溶液混合，铜表面附着一层银白色固体，说明Cu>Ag，能验证Zn>Cu>Ag，此选项符合题意；
D. 三种金属中只有Zn能与稀盐酸发生反应，说明Zn> H，都在H后，但不能验证的金属活动性强弱，此选项不符合题意。
故选AC。
（6）利用对比实验，可根据金属与酸反应的速率来比较金属活动性顺序，利用温度升高的快慢不能验证金属活动性强弱。因为金属与酸反应的放热情况与多种因素有关，如：金属的量、酸的浓度等，仅根据放热情况不能准确判断金属的活动性顺序。
（7）锰、铁、铜三种金属的活动性顺序为：锰>铁>铜，现将由金属锰、金属铁、金属铜组成的混合物放入一定量的稀硫酸中，充分反应后过滤得到固体，铜不与稀硫酸反应，锰与稀硫酸先反应，铁再与稀硫酸反应，所以剩余的9.2g固体中有6.4g的铜，则铁的质量为：9.2g-6.4g=2.8g，则参加反应的铁的质量为：5.6g-2.8g=2.8g，设2.8g铁与稀硫酸反应生成氢气的质量为x，5.5g锰与稀硫酸反应生成氢气的质量为y。
，x=0.1g
，y=0.2g
所以充分产生氢气的质量为：0.1g+0.2g=0.3g。
基础达标
1．《宋会要辑稿》记载：“浸铜之法，先取生铁打成薄片，……浸渍数日，铁片为胆水(硫酸铜溶液)所薄，上生赤煤，取出刮洗……入炉烹炼，……方成铜。”下列说法正确的是
A．“打成薄片”时铁原子体积逐渐变小 B．浸渍数日后，“胆水”逐渐变为浅绿色
C．“铁片为胆水所薄”说明固体总质量减少 D．“上生赤煤”指铁片上生成了红色的碳
【答案】B
【解析】A、“打成薄片”时只是铁的形态发生变化，铁原子体积不变，故选项错误；
B、胆水为硫酸铜溶液，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，逐渐变为浅绿色，故选项正确；
C、根据质量关系可知，，反应后固体总质量增加，故选项错误；
D、“上生赤煤”指铁片上生成了红色的铜，故选项错误。
故选：B。
2．有甲、乙、丙三种金属，将乙和丙分别浸入稀硫酸中，乙溶解而丙不溶；若将丙浸入甲的硝酸盐溶液中，则析出甲，这三种金属的活动性由强到弱的顺序是
A．甲＞乙＞丙 B．甲＞丙＞乙 C．乙＞甲＞丙 D．乙＞丙＞甲
【答案】D
【解析】有甲、乙、丙三种金属，将乙和丙分别浸入稀硫酸中，乙溶解而丙不溶，说明乙能与稀硫酸反应，而丙不能与稀硫酸反应，说明在金属活动性顺序里，乙排在氢前，丙排在氢后，则乙比丙活泼；若将丙浸入甲的硝酸盐溶液中，则析出甲，说明丙能与甲的硝酸盐反应，则丙比甲活泼，故这三种金属的活动性由强到弱的顺序是：乙＞丙＞甲。
故选D。
3．关于铝、铁、铜三种金属，下列有关说法不正确的是
A．三种金属均能与氧气反应
B．三种金属均被广泛应用于生产生活中
C．铝、铜、硫酸亚铁溶液可验证三种金属的活动性顺序
D．等量的三种金属与足量且等量的稀盐酸混合后溶液的质量相等
【答案】D
【解析】A、铝在常温下与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜；铁在潮湿空气中与氧气反应生成铁锈；铜在加热或潮湿环境中与氧气反应生成碱式碳酸铜（铜绿），因此，三种金属都能与氧气反应，故说法正确；
B、铝用于易拉罐、飞机材料（轻便耐腐蚀），铁用于建筑、机械（强度高），铜用于电线、管道（导电性好），因此，均广泛应用，故说法正确；
C、将铝放入硫酸亚铁溶液中生成铁和硫酸铝，证明铝比铁活泼；将铜放入硫酸亚铁溶液，铜不能置换铁，证明铁比铜活泼，因此，此方法可验证活动性顺序铝 > 铁 > 铜，故说法正确；
D、铜不与盐酸反应（活动性在氢后），溶液质量不变；根据反应关系、可知，等量的铝、铁足量且等量的稀盐酸反应后，溶液的质量都增加，故说法错误。
故选D。
4．某同学按如下步骤对三种未知金属展开探究：
（1）将它们编号为：X、Y、Z；
（2）取样，分别加入到溶液中，发现X、Z表面出现红色物质而Y却没有。
（3）取X、Z大小相等的颗粒，分别加入到溶质质量分数相等的稀中，发现Z表面产生气泡的速度明显比X快。
则X、Y、Z的金属活动性由强到弱依次为
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】将X、Y、Z分别加入CuSO4溶液中，X和Z表面出现红色物质（铜），而Y没有。 说明X和Z的活动性 > 铜（Cu），Y的活动性 < 铜（Cu）。 因此，Y的活动性最弱。
取大小相等的X和Z颗粒，分别加入质量分数相等的稀H2SO4中，Z表面产生气泡（氢气）的速度明显比X快。
说明Z的活动性 > X的活动性。
因此，金属活动性由强到弱依次为：Z > X > Y。
故选B。
5．我国传统工艺“湿法炼铜”涉及反应：。由该反应可知，铁和铜的金属活动性强弱关系是
A．Fe>Cu B．Fe【答案】A
【解析】在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。根据反应：可知， Fe能将Cu从CuSO4溶液中置换出来，说明在金属活动性顺序里，Fe排在Cu前面。在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强，所以Fe的活动性比Cu强。
故选A。
6．小明以丙为“数轴”的原点将活动性顺序中的金属分为两部分。下列说法错误的是
A．在自然界中丁主要以单质形式存在
B．甲和乙都能和稀硫酸发生反应，且各方面条件相同时，甲比乙反应更快
C．将甲加入稀盐酸中，有气泡产生，溶液变为浅绿色
D．小明选择“数轴”的原点丙为H
【答案】C
【解析】根据金属活动性顺序“K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au”可知：
A、丁是金，由于金的化学性质稳定，所以在自然界中主要以单质形式存在，说法正确；
B、甲、乙分别是铝、铁，由金属活动性铝>铁>氢可知，铝、铁均位于氢之前，都能和稀硫酸反应，且各方面条件相同时，由于铝的金属活动性大于铁，故铝比铁反应更快，即甲比乙反应更快，说法正确；
C、将甲（铝）加入稀盐酸中，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，故有气泡产生，溶液仍为无色，说法错误；
D、小明选择“数轴”的原点丙为H，说法正确。
故选：C。
7．下列有关叙述、应用及对应的化学方程式正确的是
A．用铁桶盛装硫酸铜溶液
B．黄铜与稀硫酸反应
C．证明铝的金属活动性比银强
D．铝制品抗腐蚀性能好的原因
【答案】D
【解析】A、铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，则不能用铁桶盛装硫酸铜溶液，该选项不正确；
B、在金属活动性顺序中，铜位于氢元素后面，不能和稀硫酸反应，该选项不正确；
C、在金属活动性顺序中，铝位于银前后，能和硝酸银反应生成银和硝酸铝，反应的化学方程式为：，该选项不正确；
D、铝具有抗腐蚀性，是因为铝在常温下能和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式为：，该选项正确。
故选D。
8．在化学实验课上，兴趣小组的同学为验证常见金属的活动性顺序，设计并完成了如下实验，具体步骤如图所示，下列关于该实验的说法正确的是
A．将铜丝压成片状利用了其良好的导电性
B．A试管中溶液由浅绿色变为蓝色
C．B试管中的溶液在反应过程中质量减小
D．该实验无法证明铁、铜、银的金属活动性顺序
【答案】C
【解析】A、步骤①将铜丝的一端压成了片状，说明铜丝具有延展性，此选项错误；
B、A试管中铜与硫酸亚铁溶液不反应，无明显现象，溶液仍为浅绿色，此选项错误；
C、B试管中铜与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜，化学方程式为：，根据化学方程式计算，每64份质量的铜能置换出216份质量的银，反应后溶质质量减小，溶剂质量不变，所以溶液质量减小，此选项正确；
D、铜不与硫酸亚铁溶液反应，说明铁的活动性比铜强，铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜和银，说明铜的活动性比银强，故该实验可验证三种金属的活动性强弱，此选项错误。
故选C。
综合应用
9．利用金属与盐溶液的置换反应判断甲、乙、丙三种金属的活动性顺序，实验后得到三种金属的转化关系如图所示。下列相关说法正确的是
A．三种金属的活动性顺序为丙>甲>乙
B．甲、乙、丙依次可能为
C．要判断三种金属的活动性顺序，图示转化关系缺一不可
D．若将图中的金属换成对应盐溶液，箭头反向，各转化关系成立
【答案】D
【解析】A、在金属活动性顺序中，若金属单质的活动性强于盐溶液中的金属，可发生置换反应，反之则反应无法发生，由转化①可知，金属乙能置换出金属甲，说明金属活动性乙>甲，由转化②可知，金属丙能置换出金属甲，说明金属活动性丙>甲，由转化③可知，金属丙能置换出金属乙，说明金属活动性丙>乙，由此可知三种金属的活动性顺序为丙>乙>甲，此选项错误；
B、除外的其他金属可与金属盐溶液发生“前换后”的置换反应，因此三种金属中不可能有，此选项错误；
C、由转化①可知，金属乙能置换出金属甲，说明金属活动性乙>甲，由转化③可知，金属丙能置换出金属乙，说明金属活动性丙>乙，故由转化①和③即可判断出三种金属的活动性顺序，此选项错误；
D、若将图中的金属换成对应盐溶液，箭头反向时，甲盐能制得乙盐，说明金属活动性乙>甲，乙盐能制得丙盐，说明金属活动性丙>乙，甲盐能制得丙盐，说明金属活动性丙>甲，同样可以得出三种金属的活动性顺序，即各转化关系成立，此选项正确。
故选D。
10．为探究铁、铜两种金属的活动性，康康同学设计了如下实验，将 B、C试管反应后的废液倒入废液缸中，过滤得到滤渣和滤液，向所得滤液中加入铁粉，若有气泡产生，则下列说法正确的是
A．滤渣中含有铁和铜 B．滤液中含有硫酸、硫酸铜和硫酸亚铁
C．滤渣中只含有铜 D．滤液中含有硫酸和硫酸亚铁
【答案】C
【解析】在金属活动性顺序中，铁排在氢和铜的前面，铁能与稀硫酸反应生成氢气，化学方程式为Fe + H2SO4=FeSO4 + H2↑，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu。 A 、向所得滤液中加入铁粉有气泡产生，这表明滤液中含有稀硫酸，若滤渣中有铁，铁会先与稀硫酸反应，就不会有气泡产生，所以滤渣中一定不含铁，A 错误。
B、如果铁粉的量适量，可恰好和硫酸铜反应完，发生反应Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu，此时滤液中就不含有硫酸铜；若铁粉的量不足，硫酸铜有剩余，所以不能确定滤液中一定含有硫酸铜，B 错误。
C 、由于向滤液中加铁粉有气泡，说明滤液中有硫酸，即原反应中铁粉不足，铁只与部分硫酸铜反应生成了铜，所以滤渣中只含有铜，C 正确。
D 、同理，不能确定滤液中一定含有硫酸铜，所以不能说滤液中含有硫酸和硫酸亚铁就一定正确，D 错误。
故选C。
11．为了探究金属与盐溶液的反应规律，将一定质量的铝粉和锌粉加入溶液中，充分反应后过滤得到滤渣和蓝色滤液，则下列判断正确的是
A．向滤渣中加入稀盐酸一定有气体产生
B．反应后滤液的质量大于反应前溶液的质量
C．滤液中一定含有，可能含有和
D．该实验过程中共发生了两个化学反应
【答案】D
【分析】金属活动性：Al＞Zn＞Cu，将一定质量的铝粉和锌粉加入溶液中，铝先与氯化铜反应生成氯化铝和铜，待铝完全反应后，锌与氯化铜反应生成氯化锌和铜，充分反应后过滤得到滤渣和蓝色滤液，滤液为蓝色，说明滤液中一定含氯化铜，则锌和铝已经完全反应，则滤渣中一定含反应生成的铜，一定不含锌和铝，滤液中一定含氯化锌、氯化铝、氯化铜。
【解析】A、由分析可知，所有铝和锌均已反应完，滤渣中只有生成的Cu。Cu的活动性弱于H，不与稀盐酸反应，因此不会产生气体。该选项错误，不符合题意；
B、反应前溶液质量为水和氯化铜溶质的总和。置换反应中，金属进入溶液形成新盐，铜析出。铝与氯化铜反应生成氯化铝和铜，化学方程式为：，其中Al的相对原子质量为27，Cu的相对原子质量为64，产生的AlCl3的质量小于参加反应的CuCl2的质量，使得溶液质量减小；锌与氯化铜反应生成氯化锌和铜，化学方程式为： ，其中Zn的相对原子质量为65，Cu的相对原子质量为64，产生的ZnCl2的质量大于参加反应的CuCl2的质量，使得溶液质量增加。题干未给出金属质量比例，无法确定滤液质量一定大于反应前。该选项错误，不符合题意；
C、蓝色滤液证明氯化铜一定存在（未完全反应）。由于所有铝和锌均完全反应，生成的氯化铝和氯化锌一定存在于滤液中。因此，滤液中一定含有氯化铜、氯化锌、氯化铝，该选项错误，不符合题意；
D、实验中发生了两个置换反应：铝与氯化铜反应生成氯化铝和铜，化学方程式为：锌与氯化铜反应生成氯化锌和铜，化学方程式为：该选项正确，符合题意。
故选：D。
12．为回收废旧手机主板中的贵金属Ag、Au，根据下面工艺流程图，回答下列问题。
已知：所含某种(或某些)元素化合价降低的反应物称为氧化剂；所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物称为还原剂。
（1）金属活动性顺序：Ag Au(选填“>”或“＜”)。
（2）预处理时将手机主板进行粉碎，目的是 。
（3）中氮元素的化合价是-3，银元素的化合价是 。
（4）生成Au的反应： ，反应中 作还原剂。(均填化学式)
（5）欲回收AgCl中的Ag，可选择下列试剂中_______(填字母)。
A．硝酸和盐酸 B．氨水 C．
【答案】（1）
（2）增大反应物间的接触面积， 从而使反应更快、更充分
（3）+1
（4）
（5）BC
【解析】（1） 在金属活动性顺序中，银的活动性比金强，所以。
（2）分析预处理时粉碎手机主板的目的 将手机主板粉碎，可以增大反应物间的接触面积， 从而使反应更快、更充分。
（3）计算中银元素的化合价 在中，氮元素的化合价是-3， 氢元素的化合价是+1，氯元素的化合价是-1 。根据化合物中各元素正负化合价代数和为零的原 则，设银元素的化合价为x，则。
（4）反应前有2个、2个、4个、3 个，反应后有2个、6个、3个，所以 括号内应补充2个和2个，即。在该反应 中，锌元素的化合价由0价升高到+2价，所含元素化合价升高的反应物为还原剂，所以作还原 剂。
（5）A、选项硝酸和盐酸不能与反应回收，不符合题意；
B、选项氨水能与反应生成，可回收，符合题意；
C、选项能与反应生成， 可回收，不符合题意；
故选BC。
13．某化工厂排出的废液中含有、和三种物质。为了分离并回收金属银和铜，化学课外小组的同学设计了如下实验方案：
根据实验方案填空：
（1）固体x是 ，固体y是 ，滤液B是
（2）写出反应①、②的化学方程式 、 。
【答案】（1）银/Ag 铜/Cu 硝酸亚铁和硝酸锌/Fe(NO3)2、Zn(NO3)2
（2）
【解析】（1）由实验的方案可知，要分离并回收金属银和铜，可以利用金属与盐溶液的反应来进行，加入适量铜粉，能把废液中硝酸银中的银置换出来，所以固体X是银（Ag），反应的化学方程式是：Cu+2AgNO3═Cu（NO3）2+2Ag；得到的滤液中含有硝酸锌和硝酸铜，加入适量的铁粉，能与滤液A中的硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，由于铁适量，故所得固体Y中只含有铜（Cu），滤液B中含有硝酸亚铁和硝酸锌。
（2）反应①是铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，反应的化学方程式为：；反应②铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：。
拓展培优
14．小蕊同学家新买了水龙头，他从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬(Cr)的，他对金属铬产生浓厚兴趣并展开以下探究。
【查阅资料】
①铬同铝一样，在空气中表面能形成致密的氧化膜；
②铬在发生置换反应时生成Cr2+，含有Cr2+的溶液常显蓝色。
探究I：比较铝、铬、铜的活动性
【作出猜想】
（1）猜想1：Al>Cr>Cu 猜想2：Al>Cu>Cr 猜想3： 。
【实验1】
（2）将打磨光亮的铬片浸入到稀硫酸中，观察到 ，说明猜想2错误。
（3）再将 (写出实验操作)，根据现象可判断猜想1正确。
探究Ⅱ；模拟工业回收硝酸铬
【实验2】某电镀厂的废水中含有AgNO3、Cu(NO3)2和Cr(NO3)2，为了从中回收硝酸铬晶体和贵重金属银，小蕊设计了如下实验流程。
（4）加入足量金属甲的目的是 。
（5）与操作a相同的操作是 。
（6）加入的乙溶液为硝酸银溶液，此时发生反应的化学方程式为 (写一个)。
【反思交流】
（7）水龙头上常常镀铬的原因是 (写一条)。
【答案】（1）Cr＞Al＞Cu
（2）金属表面产生气泡缓慢，溶液逐渐变蓝色
（3）将打磨光亮的铬片浸入到硝酸铝溶液中
（4）除尽溶液中的铜离子和银离子
（5）操作c
（6）（合理即可）
（7）美观又防锈（合理即可）
【解析】（1）根据已有猜想，则猜想3为：Cr＞Al＞Cu。
（2）由结论猜想2错误，说明铬的活动性比铜强，则将打磨光亮的铬片浸入到稀硫酸中，铬与硫酸反应生成硫酸铬和氢气，观察到金属表面产生气泡缓慢，溶液逐渐变蓝色。
（3）由结论猜想1正确，说明铝的活动性比铬强，则将打磨光亮的铬片浸入到硝酸铝溶液中，无明显现象。
（4）金属活动性Cr＞Cu＞Ag，由图知甲为铬，要得到甲的盐晶体，则废水中加入足量金属铬，其目的是除尽溶液中的铜离子和银离子。
（5）分离溶液A和固体B的操作a是过滤，操作c也是将溶液与固体分离，则与操作a相同的操作是操作c。
（6）根据框图信息知，甲为金属铬，蓝色溶液A为硝酸铬溶液，固体B为金属铬、铜和银，乙溶液为硝酸银溶液，则铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，铬与硝酸银反应生成硝酸铬和银，反应的化学方程式为：，。
（7）水龙头上常常镀铬既美观又防锈。
15．碱性锌锰电池是生活中常用的电池，某研究小组的同学欲探究该电池中锰、锌、铜三种金属的活动性顺序，于是进行如下实验，请你一起参与他们的探究活动。
【查阅资料】金属锰为灰白色，氯化锰()溶液为浅粉色。
【提出问题】三种金属的活动性顺序是怎么样的？
【作出猜想】
（1）猜想①： 猜想②： 猜想③： 。
【进行实验】
（2）小组同学进行了以下实验(实验所用金属均已打磨，且形状、大小均相同)：
实验序号 实验方案 实验现象 实验结论
一 和的金属活动性均比强
二 片表面有固体析出，溶液由无色变为浅粉色 的金属活动性比 (填“强”或“弱”)
【解释与结论】
（3）实验一中a的数值为 ，实验二中发生反应的化学方程式为 。
（4）根据以上实验可知猜想 (填“①”“②”或“③”)成立，有同学认为将实验二中的溶液更换为溶液也能得到相同的结论，你是否支持该观点，并说明理由： 。
【拓展延伸】
（5）为了回收金属，小组同学将实验一和实验二中反应后的混合物倒入同一烧杯中，充分反应后过滤，得到固体和滤液，向滤液中加入锌粉，无气泡产生，则滤液中一定含有的溶质为 (写化学式，后同)，固体中可能含有的金属为 。
【答案】（1）
（2）片、片表面均有气泡产生，片所在试管中溶液由无色变为浅粉色，片表面无明显现象 强
（3）5
（4）③ 不支持，如果将溶液更换为溶液，只能得到锰与铜的金属活动性强弱关系，无法判断锰与锌的金属活动性强弱
（5）
【解析】（1）在金属活动性顺序里，锌排在铜前，锌比铜活泼，锰的金属活动性未知，结合其他猜想，故猜想③：Mn＞Zn＞Cu；
（2）一：探究三种金属的活动性顺序，将形状、大小均相同的三种金属分别放入相同的稀盐酸中，结论为Mn和Zn的金属活动性均比铜强，铜与稀盐酸不反应，锌能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，说明锰也能与稀盐酸反应生成氯化锰和氢气，故现象是：片、片表面均有气泡产生，片所在试管中溶液由无色变为浅粉色，片表面无明显现象；
二：将5mL 10%的氯化锌溶液加入Mn片中，Mn片表面有固体析出，溶液由无色变为浅粉色，说明Mn与氯化锌发生了反应，则Mn的金属活动性比Zn强；
（3）该实验是探究三种金属的活动性顺序，根据控制变量法，金属的种类不同，其他因素相同，则实验一中a的数值为5；
实验二中发生反应为Mn与氯化锌反应生成氯化锰和锌，该反应的化学方程式为：；
（4）由以上分析可知，三种金属的活动性顺序为：Mn＞Zn＞Cu，则猜想③成立；
将实验二中的溶液更换为溶液，锰能与氯化铜反应生成氯化锰和铜，有红色固体析出，说明锰比铜活泼，但是无法探究锰和锌的金属活动性顺序，不能得出相同的结论，故不支持该观点；
（5）实验一中锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，锰与稀盐酸反应生成氯化锰和氢气，铜与稀盐酸不反应，实验二中锰与氯化锌反应生成氯化锰和锌，将实验一和实验二中反应后的混合物倒入同一烧杯中，金属活动性：Mn＞Zn＞H＞Cu，混合后，如果Mn有剩余，锰先与稀盐酸反应生成氯化锰和氢气，待稀盐酸完全反应后，锰与氯化锌反应生成氯化锰和锌，如果Mn无剩余，锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，充分反应后过滤，得到固体和滤液，向滤液中加入锌粉，无气泡产生，说明滤液中不含稀盐酸，混合后氯化锰不参与反应，则滤液中一定含MnCl2；
铜不参与反应，则固体中一定含铜，Mn、Zn是否完全反应未知，则固体中可能含Mn、Zn。
16．萧红中学化学兴趣小组的同学们在学习完金属的化学性质后，进行了探究实验。
（1）探究实验一：验证锌、铜、银的金属活动性顺序(如图1所示)。
请写出试管B中发生反应的化学方程式 ，反应后的固体中一定存在的物质是 (填化学式)。最终得出三种金属的活动性由强到弱的顺序为 (填化学式)。
探究实验二：当A、B试管内物质充分反应后，将两支试管内的物质同时倒入C废液缸中(如图2所示)，观察到固体表面银白色固体增多。将C废液缸中的物质进行过滤，同学们对滤液的成分进一步探究。
【提出问题】滤液中的溶质是什么？
【猜想与假设】小萧同学猜想：Cu(NO3)2、AgNO3
小红同学猜想：Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3
【交流与评价】
（2）经过分析，大家一致认为 同学的猜想是错误的，原因是物质 且不与其他物质反应，一定存在于滤液中。
【实验探究】小组同学继续实验，确定出可能存在的物质一定存在，最后得出滤液中的溶质成分为Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3。
探究实验三：向一定量的硝酸铜和硝酸银混合溶液中逐渐加入锌粉(如图3所示)，溶液中硝酸铜的质量与加入锌粉的质量关系(如图4所示)，请结合图像回答下列问题：
（3）a点时，溶液的质量与初始时溶液质量相比质量 (填“增加”、“减少”或“不变”)。b点时，将烧杯中的混合物进行过滤，得到的滤渣质量(M)的取值范围为 。
【答案】（1）
（2）小萧
（3） 减少
【解析】（1）B中硝酸银与铜反应生成硝酸铜和银，发生反应的化学方程式为；反应后固体中一定存在的物质：反应生成的银（）一定存在，铜粉是否剩余需进一步分析；试管A中不发生反应，故最终得出三种金属的活动性顺序为或。
（2）根据金属活动性顺序，锌的活动性最强，铜次之，银最弱。因此，当A、B试管内的物质混合后，锌粉会优先与硝酸银反应，生成硝酸锌和银。由于观察到固体表面银白色固体增多，说明锌粉可能过量，或者铜粉与硝酸银反应后仍有剩余的铜粉与硝酸银反应。 小萧同学猜想错误:因为锌的活动性最强，锌粉会优先与硝酸银反应生成硝酸锌，因此滤液中一定含有，而小萧的猜想中没有，所以小萧的猜想是错误的。
（3）反应顺序：，锌粉先与硝酸银反应，后与硝酸铜反应。 a点时如图所示，硝酸银未完全反应，此时只发生与硝酸银的反应，根据化学方程式，65份锌与硝酸银反应会生成216份的银，故此时溶液是一种或几种物质分散到另一种物质中形成均一稳定的混合物。的质量比反应前减少；
如图所示b点时硝酸铜完全反应，此时共消耗13g锌，根据题意，锌与硝酸银和硝酸铜依此反应置换出相应的金属，最终得到滤渣M。
假设锌只与硝酸银反应则轨迹方程式，锌与生成的银的质量比是65:216，则生成银的质量是43.2g；若只与硝酸铜反应则根据方程式可知锌与生成的铜的质量比是65:64，则生成铜的质量为12.8g。
因此b点时过滤处的滤渣质量范围是12.8g21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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