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微专题2 金属活动性顺序的判断、探究和应用
◎课时安排
建议1课时
◎教学过程
【重点难点突破】
一、金属活动性顺序的判断
1.通过金属活动性顺序直接判断
(1)金属越靠前，金属活动性就越强；
(2)位于氢之前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢；
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。
2.通过反应现象判断
(1)与酸是否反应：与酸能反应的金属比与酸不能反应的金属活动性强；
(2)与盐溶液反应：一种金属能把另一种金属从其盐溶液中置换出来，则该金属的活动性比盐溶液中的金属的活动性强。
3.通过在自然界中的存在形式判断
以单质形式存在的金属比以化合物形式存在的金属活动性弱。
二、金属活动性顺序的探究
1.实验原理
运用控制变量法，借助金属与酸溶液、可溶性盐溶液能否发生反应来判断。
2.探究方法
方法一：金属与酸反应。通过是否产生气体得出金属的活动性在氢前还是氢后。
方法二：金属与可溶性盐溶液反应。能发生反应，则表示该金属的活动性强于盐溶液中的金属。
3.实验设计
(1)比较两种金属的活动性强弱
实验思路 金属与盐溶液反应 金属与酸反应
实验方案 将金属M插入另一种金属N的盐溶液中 将两种金属分别插入等体积、等浓度的稀盐酸(或稀硫酸)中
举例 方案设计 将铁丝插入CuSO4溶液中 将铁丝、铜丝分别插入等体积、等浓度的稀盐酸中
现象 铁丝表面有红色固体生成，溶液由蓝色变为浅绿色 铁丝表面有气泡产生，溶液变为浅绿色，铜丝表面无明显现象
结论 金属活动性顺序：　铁＞铜(或Fe＞Cu)　
(2)比较三种金属的活动性强弱
判断依据：能否发生置换反应。
实验方案：
方法一：“两金夹一盐”，即选用活动性最强和最弱的两种金属单质和活动性居中的金属的盐溶液作为试剂进行判断。
方法二：“两盐夹一金”，即选用活动性最强和最弱的两种金属的盐溶液和活动性居中的金属单质作为试剂进行判断。
例：比较Zn、Cu、Ag的活动性强弱。
方法 实验方案 现象 结论
两金夹一盐 锌表面附着一层　红色　物质，溶液的蓝色变浅，银表面无明显现象 活动性顺序：　Zn＞Cu＞Ag　
两盐夹一金 在ZnSO4溶液中，无明显现象；在AgNO3溶液中，Cu表面有银白色固体析出，溶液由　无色　变为　蓝色　
1.实验前金属必须打磨的原因是　除去表面的氧化物及污物　。 2.做金属与酸反应的实验时，一般用稀盐酸或稀硫酸，不用硝酸和浓硫酸。 3.金属与盐溶液的反应，盐必须　能　(填“能”或“不能”)溶于水。
4.金属活动性顺序的探究过程(以Fe、Zn、未知金属X为例)
(1)首先将已知金属按金属活动性顺序排列好：铁、锌的金属活动性顺序为Fe＜Zn。
(2)猜想X可能存在的位置。
猜想一：X＞Zn＞Fe；
猜想二：Zn＞X＞Fe；
猜想三：Zn＞Fe＞X。
(3)实验验证：通过金属活动性顺序的验证方法进行验证。
三、金属活动性顺序的应用
1.金属与酸反应的曲线
(1)两种等质量的金属(足量)分别与等质量的同一种酸(不足量)反应，曲线如图1所示：
①金属的活动性越强，曲线倾斜程度　越大　，产生氢气的质量相同，消耗酸的质量相同，消耗金属的质量不同；
②酸不足、金属过量时，生成的氢气的质量由　酸　的质量决定。
(2)两种等质量的金属(不足量)分别与同一种酸(足量)反应
①横坐标为反应时间，曲线如图2所示：
a.曲线倾斜程度越大，对应的金属的活动性越　强　。图中乙的活动性　大于　甲。消耗酸的质量不同，甲消耗酸的质量　大于　乙。
b.酸足量时，生成氢气的质量由金属的种类及质量决定。即：生成氢气的质量＝
×金属的质量。
当等质量、不同种金属与足量酸反应时，如为等价金属，则金属的相对原子质量越大，生成氢气的质量越小；不等价金属，则的值越大，生成氢气的质量越大。以Al、Mg、Zn为例，如图3所示：
②横坐标为酸的质量，曲线如图4所示(以Al、Mg、Zn和稀盐酸反应为例)：
a.开始反应时，酸的质量不足，产生氢气的质量由稀盐酸的质量决定；
b.随着酸的不断加入，酸过量，产生氢气的质量由金属的种类及质量决定。
横坐标表示酸的质量，纵坐标表示产生氢气的质量时，无法判断金属活动性的强弱。
2.金属与金属盐溶液反应的曲线及滤液、滤渣成分分析
(1)金属与金属盐溶液反应的曲线
例：锌粉与硫酸铜溶液反应。
固体＋溶液溶液＋固体
Zn＋CuSO4ZnSO4＋Cu
65 160 161 64
固体质量变化：由65份质量的Zn变成64份质量的Cu，固体质量　减小　(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，直至反应完全后保持不变，如图1。
溶液质量变化：溶质由160份质量的CuSO4变成161份质量的ZnSO4，溶液质量　增大　，直至反应完全后保持不变，如图2。
(2)金属与金属盐溶液反应后滤液、滤渣成分分析
判断反应发生的先后顺序的依据：远距离先置换，即金属活动性相差越大(或位置距离越远)，反应越先发生。以将锌粉加入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中为例进行分析：
a.金属活动性：　Zn＞Cu＞Ag　。
反应的先后顺序(用化学方程式表示)：
先发生的反应是　Zn＋2AgNO3Zn(NO3)2＋2Ag　；
后发生的反应是　Zn＋Cu(NO3)2Zn(NO3)2＋Cu　。
b.
过程 滤液中溶质成分 滤渣成分
① 　Zn(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2　 　Ag　
② 　Zn(NO3)2、　Cu(NO3)2　 　Ag　
③ 　Zn(NO3)2、　Cu(NO3)2　 　Ag、Cu　
④ 　Zn(NO3)2　 　Ag、Cu　
⑤ 　Zn(NO3)2　 　Ag、Cu、Zn　
【专项针对训练】
1.(镇江)金属R与Hg(NO3)2溶液反应的化学方程式为R＋Hg(NO3)2R(NO3)2＋Hg。下列说法不正确的是(　A　)。
A.R可能是铝
B.该反应为置换反应
C.R的金属活动性比Hg强
D.在金属活动性顺序中，R不一定排在氢前面
2.下列实验方案不能达到实验目的的是(　B　)。
选项 实验目的 实验方案
A 验证铁、铜的金属活动性 取少量FeCl2溶液，插入铜丝
B 检验NaOH溶液是否变质 取样，滴入无色酚酞溶液
C 鉴别化肥硝酸钾和氯化铵固体 取样，加熟石灰研磨
D 除去铜粉中混有的少量氧化铜 加入足量稀硫酸，过滤，洗涤，干燥
3.(德阳)室温时，利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲，压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是(　A　)。
A.根据压强变化推测两个反应都有热量放出
B.曲线①的压强上升比曲线②高，说明①产生的H2总量更多
C.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
D.反应结束后Zn一定有剩余
4.(2024六盘水二模节选)向硝酸亚铁和硝酸铜的混合溶液中逐渐加入铬粉，溶液质量变化如图所示。(金属活动性：Cr＞Fe＞Cu)
(1)取反应过程中某时刻的固体加稀盐酸，有气泡产生，此时固体成分为　Fe、Cu或Cr、Fe、Cu　(填化学式)。
(2)指出A～B段溶液质量变化的原因：　A～B段发生反应为Cr＋Cu(NO3)2Cu＋Cr(NO3)2，每52份质量的铬置换出64份质量的铜，固体质量增加，溶液质量减小　。
5.(北京)为验证铜、银、铁的金属活动性顺序，同学们设计了如图所示的6个实验。图中，“→”表示将金属加入盐溶液。
(1)⑤中，反应的化学方程式为　Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu　。
(2)设计②的目的是　证明铜的金属活动性强于银　。
(3)仅由④和⑥不能得出铜、银、铁的金属活动性顺序，理由是　由④和⑥分别能判断铜和银、铁和银的活动性顺序，但是不能判断铁和铜的金属活动性强弱　。
6.(陕西)化学课堂上，老师为同学们演示了如图所示的实验。
(1)铜丝插入AgNO3溶液一段时间后，观察到的两个现象分别是　铜丝表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色　，发生反应的化学方程式是　Cu＋2AgNO3Cu(NO3)2＋2Ag　。
(2)铝丝表面析出红色固体时，试管内溶液中的溶质一定有　Al(NO3)3　。
7.阅读下列科普短文，回答问题。
　　自然界中的锡主要以氧化物(如锡石，主要成分为SnO2)和硫化物(如硫锡石，主要成分为SnS)的形式存在。明代宋应星所著的《天工开物》中记载了锡的冶炼：“凡炼煎亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲(指鼓入空气)熔化……用铅少许勾引(指‘点铅勾锡’)，方始沛然流注……”
　　常温下，锡露置于空气中能保持金属光泽，但易被酸腐蚀。锡与氯气反应生成的四氯化锡(SnCl4)可用于制作FTO导电玻璃，用来制作液晶显示屏。以锡为原料加工而成的金属工艺品以色如银、亮如镜、声如磬、色泽历久弥新的特点而深受人们的喜爱。
(1)自然界中的锡主要以　化合物　(填“单质”或“化合物”)的形式存在。
(2)已知SnO2中氧元素的化合价为－2价，Sn的化合价为　＋4　价。
(3)炼锡时“点铅勾锡”，即加铅形成合金使锡较易熔化流出，原因是　合金的熔点比纯金属的熔点低　。
(4)下列说法错误的是　BC　(填字母)。
A.锡通常为银白色
B.常温下，锡易被空气氧化
C.锡制品能够盛放苹果醋饮料等酸性物质
D.硫锡石炼锡过程中可能会产生SO2，污染环境
(5)FTO导电玻璃生产过程中，SnCl4和水反应生成HCl和一种氧化物，反应的化学方程式为　SnCl4＋2H2O4HCl＋SnO2　。
(6)生活中烧烤时用到的“锡纸”是锡还是铝呢？小明设计了如图所示的实验。当观察到试管中溶液的颜色由　浅绿色变为无色　时，证明“锡纸”的成分是铝而不是锡。
8.(烟台)在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画。兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动，请你一起参与下列任务。
【任务一】到垃圾回收站寻找金属底板
(1)区分铝片和铁片的物理方法是　用磁铁吸引(合理即可)　(写一种即可)。
【任务二】预处理金属底板
(2)用砂纸打磨掉铝片表面的氧化膜。用化学方法除去铁片表面的铁锈，可以用　稀硫酸(或稀盐酸)　(填一种物质名称)。
【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝片和铁片上，然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中，将铁片浸入足量的乙蚀刻液中，一段时间后取出。小组同学看到铝片上有凹陷图案，没有附着物；铁片上出现红色附着物图案。则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的　③　、　①　。(均填序号)
①硫酸铜溶液　②硝酸银溶液　③稀盐酸 ④氯化亚铁溶液　⑤氯化钠溶液
【任务四】金属蚀刻画的后处理
(4)将蚀刻好的金属片清洗掉废液，去掉不干胶保护膜，进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈，可采取的措施是　保持铁片蚀刻画表面清洁干燥(合理即可)　(写一种合理的方法)。
【任务五】废液回收利用
(5)铝片蚀刻废液处理，可加入足量铝片，得到　氯化铝　溶液，回收保存。
(6)铁片蚀刻废液处理，如图所示：
过程①加入的物质X是　铁粉　，过程②加入稀硫酸发生反应的化学方程式是　Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑　。微专题2 金属活动性顺序的判断、探究和应用
◎课时安排
建议1课时
◎教学过程
【重点难点突破】
一、金属活动性顺序的判断
1.通过金属活动性顺序直接判断
(1)金属越靠前，金属活动性就越强；
(2)位于氢之前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢；
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。
2.通过反应现象判断
(1)与酸是否反应：与酸能反应的金属比与酸不能反应的金属活动性强；
(2)与盐溶液反应：一种金属能把另一种金属从其盐溶液中置换出来，则该金属的活动性比盐溶液中的金属的活动性强。
3.通过在自然界中的存在形式判断
以单质形式存在的金属比以化合物形式存在的金属活动性弱。
二、金属活动性顺序的探究
1.实验原理
运用控制变量法，借助金属与酸溶液、可溶性盐溶液能否发生反应来判断。
2.探究方法
方法一：金属与酸反应。通过是否产生气体得出金属的活动性在氢前还是氢后。
方法二：金属与可溶性盐溶液反应。能发生反应，则表示该金属的活动性强于盐溶液中的金属。
3.实验设计
(1)比较两种金属的活动性强弱
实验思路 金属与盐溶液反应 金属与酸反应
实验方案 将金属M插入另一种金属N的盐溶液中 将两种金属分别插入等体积、等浓度的稀盐酸(或稀硫酸)中
举例 方案设计 将铁丝插入CuSO4溶液中 将铁丝、铜丝分别插入等体积、等浓度的稀盐酸中
现象 铁丝表面有红色固体生成，溶液由蓝色变为浅绿色 铁丝表面有气泡产生，溶液变为浅绿色，铜丝表面无明显现象
结论 金属活动性顺序：
(2)比较三种金属的活动性强弱
判断依据：能否发生置换反应。
实验方案：
方法一：“两金夹一盐”，即选用活动性最强和最弱的两种金属单质和活动性居中的金属的盐溶液作为试剂进行判断。
方法二：“两盐夹一金”，即选用活动性最强和最弱的两种金属的盐溶液和活动性居中的金属单质作为试剂进行判断。
例：比较Zn、Cu、Ag的活动性强弱。
方法 实验方案 现象 结论
两金夹一盐 锌表面附着一层 物质，溶液的蓝色变浅，银表面无明显现象 活动性顺序：
两盐夹一金 在ZnSO4溶液中，无明显现象；在AgNO3溶液中，Cu表面有银白色固体析出，溶液由 变为
1.实验前金属必须打磨的原因是 。 2.做金属与酸反应的实验时，一般用稀盐酸或稀硫酸，不用硝酸和浓硫酸。 3.金属与盐溶液的反应，盐必须 (填“能”或“不能”)溶于水。
4.金属活动性顺序的探究过程(以Fe、Zn、未知金属X为例)
(1)首先将已知金属按金属活动性顺序排列好：铁、锌的金属活动性顺序为Fe＜Zn。
(2)猜想X可能存在的位置。
猜想一：X＞Zn＞Fe；
猜想二：Zn＞X＞Fe；
猜想三：Zn＞Fe＞X。
(3)实验验证：通过金属活动性顺序的验证方法进行验证。
三、金属活动性顺序的应用
1.金属与酸反应的曲线
(1)两种等质量的金属(足量)分别与等质量的同一种酸(不足量)反应，曲线如图1所示：
①金属的活动性越强，曲线倾斜程度 ，产生氢气的质量相同，消耗酸的质量相同，消耗金属的质量不同；
②酸不足、金属过量时，生成的氢气的质量由 的质量决定。
(2)两种等质量的金属(不足量)分别与同一种酸(足量)反应
①横坐标为反应时间，曲线如图2所示：
a.曲线倾斜程度越大，对应的金属的活动性越 。图中乙的活动性 甲。消耗酸的质量不同，甲消耗酸的质量 乙。
b.酸足量时，生成氢气的质量由金属的种类及质量决定。即：生成氢气的质量＝
×金属的质量。
当等质量、不同种金属与足量酸反应时，如为等价金属，则金属的相对原子质量越大，生成氢气的质量越小；不等价金属，则的值越大，生成氢气的质量越大。以Al、Mg、Zn为例，如图3所示：
②横坐标为酸的质量，曲线如图4所示(以Al、Mg、Zn和稀盐酸反应为例)：
a.开始反应时，酸的质量不足，产生氢气的质量由稀盐酸的质量决定；
b.随着酸的不断加入，酸过量，产生氢气的质量由金属的种类及质量决定。
横坐标表示酸的质量，纵坐标表示产生氢气的质量时，无法判断金属活动性的强弱。
2.金属与金属盐溶液反应的曲线及滤液、滤渣成分分析
(1)金属与金属盐溶液反应的曲线
例：锌粉与硫酸铜溶液反应。
固体＋溶液溶液＋固体
Zn＋CuSO4ZnSO4＋Cu
65 160 161 64
固体质量变化：由65份质量的Zn变成64份质量的Cu，固体质量 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，直至反应完全后保持不变，如图1。
溶液质量变化：溶质由160份质量的CuSO4变成161份质量的ZnSO4，溶液质量 ，直至反应完全后保持不变，如图2。
(2)金属与金属盐溶液反应后滤液、滤渣成分分析
判断反应发生的先后顺序的依据：远距离先置换，即金属活动性相差越大(或位置距离越远)，反应越先发生。以将锌粉加入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中为例进行分析：
a.金属活动性： 。
反应的先后顺序(用化学方程式表示)：
先发生的反应是 ；
后发生的反应是 。
b.
过程 滤液中溶质成分 滤渣成分
①
②
③
④
⑤
【专项针对训练】
1.(镇江)金属R与Hg(NO3)2溶液反应的化学方程式为R＋Hg(NO3)2R(NO3)2＋Hg。下列说法不正确的是( )。
A.R可能是铝
B.该反应为置换反应
C.R的金属活动性比Hg强
D.在金属活动性顺序中，R不一定排在氢前面
2.下列实验方案不能达到实验目的的是( )。
选项 实验目的 实验方案
A 验证铁、铜的金属活动性 取少量FeCl2溶液，插入铜丝
B 检验NaOH溶液是否变质 取样，滴入无色酚酞溶液
C 鉴别化肥硝酸钾和氯化铵固体 取样，加熟石灰研磨
D 除去铜粉中混有的少量氧化铜 加入足量稀硫酸，过滤，洗涤，干燥
3.(德阳)室温时，利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲，压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是( )。
A.根据压强变化推测两个反应都有热量放出
B.曲线①的压强上升比曲线②高，说明①产生的H2总量更多
C.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
D.反应结束后Zn一定有剩余
4.(2024六盘水二模节选)向硝酸亚铁和硝酸铜的混合溶液中逐渐加入铬粉，溶液质量变化如图所示。(金属活动性：Cr＞Fe＞Cu)
(1)取反应过程中某时刻的固体加稀盐酸，有气泡产生，此时固体成分为 (填化学式)。
(2)指出A～B段溶液质量变化的原因： 。
5.(北京)为验证铜、银、铁的金属活动性顺序，同学们设计了如图所示的6个实验。图中，“→”表示将金属加入盐溶液。
(1)⑤中，反应的化学方程式为 。
(2)设计②的目的是 。
(3)仅由④和⑥不能得出铜、银、铁的金属活动性顺序，理由是 。
6.(陕西)化学课堂上，老师为同学们演示了如图所示的实验。
(1)铜丝插入AgNO3溶液一段时间后，观察到的两个现象分别是 ，发生反应的化学方程式是 。
(2)铝丝表面析出红色固体时，试管内溶液中的溶质一定有 。
7.阅读下列科普短文，回答问题。
　　自然界中的锡主要以氧化物(如锡石，主要成分为SnO2)和硫化物(如硫锡石，主要成分为SnS)的形式存在。明代宋应星所著的《天工开物》中记载了锡的冶炼：“凡炼煎亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲(指鼓入空气)熔化……用铅少许勾引(指‘点铅勾锡’)，方始沛然流注……”
　　常温下，锡露置于空气中能保持金属光泽，但易被酸腐蚀。锡与氯气反应生成的四氯化锡(SnCl4)可用于制作FTO导电玻璃，用来制作液晶显示屏。以锡为原料加工而成的金属工艺品以色如银、亮如镜、声如磬、色泽历久弥新的特点而深受人们的喜爱。
(1)自然界中的锡主要以 (填“单质”或“化合物”)的形式存在。
(2)已知SnO2中氧元素的化合价为－2价，Sn的化合价为 价。
(3)炼锡时“点铅勾锡”，即加铅形成合金使锡较易熔化流出，原因是 。
(4)下列说法错误的是 (填字母)。
A.锡通常为银白色
B.常温下，锡易被空气氧化
C.锡制品能够盛放苹果醋饮料等酸性物质
D.硫锡石炼锡过程中可能会产生SO2，污染环境
(5)FTO导电玻璃生产过程中，SnCl4和水反应生成HCl和一种氧化物，反应的化学方程式为 。
(6)生活中烧烤时用到的“锡纸”是锡还是铝呢？小明设计了如图所示的实验。当观察到试管中溶液的颜色由 时，证明“锡纸”的成分是铝而不是锡。
8.(烟台)在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画。兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动，请你一起参与下列任务。
【任务一】到垃圾回收站寻找金属底板
(1)区分铝片和铁片的物理方法是 (写一种即可)。
【任务二】预处理金属底板
(2)用砂纸打磨掉铝片表面的氧化膜。用化学方法除去铁片表面的铁锈，可以用 (填一种物质名称)。
【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝片和铁片上，然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中，将铁片浸入足量的乙蚀刻液中，一段时间后取出。小组同学看到铝片上有凹陷图案，没有附着物；铁片上出现红色附着物图案。则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的 、 。(均填序号)
①硫酸铜溶液　②硝酸银溶液　③稀盐酸 ④氯化亚铁溶液　⑤氯化钠溶液
【任务四】金属蚀刻画的后处理
(4)将蚀刻好的金属片清洗掉废液，去掉不干胶保护膜，进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈，可采取的措施是 (写一种合理的方法)。
【任务五】废液回收利用
(5)铝片蚀刻废液处理，可加入足量铝片，得到 溶液，回收保存。
(6)铁片蚀刻废液处理，如图所示：
过程①加入的物质X是 ，过程②加入稀硫酸发生反应的化学方程式是 。

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