專題7 金屬的化學(xué)性質(zhì)及活動性順序（原卷版）

第2章物質(zhì)轉(zhuǎn)化與材料利用專題7金屬的化學(xué)性質(zhì)及活動性順序類型一比較金屬活動性的強弱 3類型二金屬與氧氣，金屬與酸、金屬與金屬化合物溶液之間的反應(yīng) 4類型三根據(jù)金屬與酸、金屬與金屬化合物溶液之間反應(yīng)情況判斷金屬的活動性 6類型四設(shè)計實驗探究金屬的活動性 9類型五利用金屬的活動性回收金屬 14類型六金屬活動性順序的綜合應(yīng)用 17【方法歸納】1．金屬的化學(xué)性質(zhì)(1)大多數(shù)金屬可與氧氣反應(yīng)(2)金屬＋酸―→鹽＋H2↑(金屬須在金屬活動性順序中排在氫之前)(3)金屬＋鹽―→另一金屬＋另一鹽(反應(yīng)條件：“金屬活動性順序中前面的置換后面的金屬”，反應(yīng)的鹽具有可溶性。)反應(yīng)的現(xiàn)象化學(xué)方程式鐵與硫酸銅溶液鐵絲表面覆蓋一層紫紅色的物質(zhì)，溶液由藍(lán)色變成淺綠色Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu銅與硝酸銀溶液銅絲表面覆蓋一層銀白色物質(zhì)，溶液由無色逐漸變成藍(lán)色Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag2.常見金屬的活動性順序為：3．金屬活動性順序的意義：(1)在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強；(2)在金屬活動性順序里，位于氫前的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；(3)在金屬活動性順序里，位于前面的金屬一般能把后面的金屬從它們的化合物溶液中置換出來。4．金屬活動性順序的應(yīng)用：(1)能比較金屬活動性的強弱；(2)能判斷金屬與酸、金屬與金屬化合物溶液之間能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；(3)設(shè)計實驗探究金屬的活動性強弱。將一種金屬單質(zhì)放入幾種金屬的鹽溶液的混合液中時，其中排在金屬活動性順序中最靠后的金屬最先被置換出來，然后再依次置換出稍靠后的金屬。如將金屬Zn放人FeSO4和CuSO4的混合溶液中，Zn先與CuSO4發(fā)生置換反應(yīng)，與CuSO4反應(yīng)完后再與FeSO4發(fā)生置換反應(yīng)。根據(jù)金屬鋅的量不同可分為以下幾種情況：金屬Zn的量析出金屬濾液的成分Zn不足（不能與CuSO4溶液完全反應(yīng))CuZnSO4、FeSO4、CuSO4Zn不足(恰好與CuSO4溶液完全反應(yīng))CuZnSO4、FeSO4Zn不足(不能與FeSO4溶液完全反應(yīng))Fe、CuZnSO4、FeSO4Zn適量(恰好與FeSO4溶液完全反應(yīng))Fe、CuZnSO4Zn足量Zn、Fe、CuZnSO45.金屬活動性順序?qū)嶒炘O(shè)計的探究在金屬活動性順序表中，位置越前的金屬，活動性就越強，金屬越活潑越容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)。排在H前面的金屬能把酸(非氧化性酸)中的H置換出來，活動性越強，反應(yīng)速度越快；活動性強的金屬能把活動性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來(K、Ca、Na除外)。根據(jù)上述特點，可以設(shè)計“兩種、三種或多種金屬的活動性順序比較”的實驗方案。(1)比較兩種金屬的活動性強弱：可將一種金屬放入另一金屬的鹽溶液中，或者將兩種金屬都放入酸中，然后根據(jù)置換反應(yīng)能否發(fā)生或氫氣產(chǎn)生的速率做出相應(yīng)的判斷。(2)比較三種金屬的活動性強弱：一般采用“中間金屬、兩端溶液”或“中間溶液、兩端金屬”的方法。取活動性居中的金屬放入活動性在兩端的鹽溶液中或者取活動性在兩端的金屬放入活動性居中的鹽溶液中，然后根據(jù)置換反應(yīng)能否發(fā)生做出相應(yīng)的判斷。也可以分步利用金屬、酸、鹽溶液能否發(fā)生反應(yīng)來判斷。(3)比較四種或四種以上金屬的活動性強弱：以H為依據(jù)，將四種金屬分成兩類，一類H前金屬，一類H后金屬。再用比較兩種金屬活動性強弱的方案在H前或H后金屬中進(jìn)行比較?！境？碱}型】類型一比較金屬活動性的強弱1．下列事實能說明鋁的金屬活動性比鐵或銅強的是()A．鋁在地殼中含量比鐵高B．鋁的熔點低于銅的熔點C．空氣中鐵比鋁更容易被腐蝕D．鋁絲在硫酸銅溶液中能形成“銅樹”2．現(xiàn)有甲、乙、丙三種金屬，先將三者分別加入硫酸亞鐵溶液中，只有甲可置換出鐵單質(zhì)。再將三者加入硝酸銀溶液中，只有乙不能置換出銀單質(zhì)，則三者的金屬活動性由強到弱的順序是()A．甲＞乙＞丙B．乙＞甲＞丙C．甲＞丙＞乙D．無法判斷3．常見金屬X與硝酸銀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為X＋3AgNO3=3Ag＋X(NO3)3，有關(guān)該反應(yīng)說法錯誤的是()A．該反應(yīng)是置換反應(yīng)B．X可能是鐵C．金屬活動性X＞AgD．X表面有固體析出4．下列現(xiàn)象和事實，可用金屬活動性作出合理解釋的是()①相同幾何外形的金屬鎂、鋁分別與相同濃度的稀鹽酸反應(yīng)，鎂反應(yīng)更劇烈，說明鎂比鋁的金屬活動性強②用硫酸銅、石灰水配制農(nóng)藥波爾多液時，不能用鐵制容器盛放③盡管金屬的種類很多，但在自然界中，僅有少數(shù)金屬(銀、鉑、金)以單質(zhì)形式存在④金屬鋁比金屬鋅更耐腐蝕，說明鋅比鋁的金屬活動性強A．①②③B．①②C．③④D．①②③④5.有X、Y、Z三種金屬，X在常溫下能與氧氣反應(yīng)，Y、Z在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng)；如果把Y和Z分別放入CuSO4溶液中，過一會兒，在Z表面有紅色固體析出，而Y沒有變化。根據(jù)以上實驗事實，判斷X、Y、Z三種金屬的活動性由強到弱的順序是()A.X＞Y＞ZB.X＞Z＞YC.Y＞Z＞XD.Z＞Y＞X類型二金屬與氧氣，金屬與酸、金屬與金屬化合物溶液之間的反應(yīng)1．下列關(guān)于金屬與氧氣反應(yīng)的說法正確的是()A．所有的金屬在常溫下都能與氧氣反應(yīng)B．金屬與氧氣反應(yīng)都必須點燃或加熱C．鎂只有點燃時才與空氣中的氧氣反應(yīng)D．“真金不怕火煉”說明即使高溫金也不與氧氣反應(yīng)2．下列關(guān)于金屬與氧氣反應(yīng)的說法正確的是()A．鋁制品在空氣中不易銹蝕是因為鋁不易與氧氣發(fā)生反應(yīng)B．灼熱的細(xì)鐵絲在空氣中不能燃燒是因為溫度沒有達(dá)到著火點C．鎂在空氣中點燃能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，其化學(xué)方程式為Mg＋O2=====MgO2D．根據(jù)各種金屬與氧氣反應(yīng)的難易程度，可以初步比較一些金屬的活動性強弱3．把一枚潔凈的鐵釘放入稀硫酸中，下列說法錯誤的是()A．鐵釘表面產(chǎn)生氣泡B．溶液由無色變成淺綠色C．鐵釘質(zhì)量減輕D．溶液質(zhì)量減輕4．下列是常見的金屬活動性順序以下判斷不正確的是()A．X可與Y(NO3)2溶液反應(yīng)B．X可與鹽酸反應(yīng)C．Y可與AgNO3溶液反應(yīng)D．Y可與稀H2SO4反應(yīng)5．下列物質(zhì)混合能發(fā)生反應(yīng)的是()A．銀與稀鹽酸B．銅與硫酸鋅溶液C．鐵與稀硫酸D．鋅與硫酸鎂溶液6．金屬與鹽酸反應(yīng)的示意圖如圖所示。下列說法正確的是()A．實驗室可用銅和稀鹽酸制氫氣B．四種金屬中活動性最強的是鎂C．鐵可以把鋅從硫酸鋅溶液中置換出來D．鐵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe＋6HCl=2FeCl3＋3H2↑7.驗證鎂、銅的金屬活動性順序，下列試劑不能選用的是()A.MgSO4溶液B.KCl溶液C.稀鹽酸D.ZnCl2溶液8.【雙選】欲探究鐵和鋁的金屬活動性差異，采用金屬與酸溶液反應(yīng)的實驗，通過觀察反應(yīng)現(xiàn)象得出結(jié)論。下列有關(guān)做法中，不符合控制變量要求的是()A.取用鐵片和鋁粉進(jìn)行實驗B.取用的稀鹽酸濃度和體積相同C.取鐵和稀鹽酸反應(yīng)，鋁和稀硫酸反應(yīng)D.在相同的溫度下進(jìn)行實驗9．在Zn、Fe、Cu、Mg、Ag幾種金屬中：(1)不能置換出鹽酸中氫的金屬是_______________________________________；(2)在稀硫酸中最容易變成金屬離子的是_________________________________；(3)在上述金屬中，有一種金屬的化合物溶液與其他四種金屬都能發(fā)生置換反應(yīng)，這種金屬是______________________________________________________。類型三根據(jù)金屬與酸、金屬與金屬化合物溶液之間反應(yīng)情況判斷金屬的活動性1．如圖“→”表示一種金屬能把另一種金屬從其化合物溶液中置換出來，則甲、乙、丙三種金屬的活動性由強到弱的順序是()A．甲、乙、丙B．乙、丙、甲C．丙、甲、乙D．甲、丙、乙2．某同學(xué)為了探究甲、乙、丙三種金屬的活動性強弱，做了如下實驗。則三種金屬的活動性順序是(B)實驗步驟實驗現(xiàn)象(1)把甲、乙、丙三種金屬分別加入稀硫酸中甲、乙表面有氣泡產(chǎn)生，丙無明顯變化(2)再把甲放入乙的化合物溶液中無明顯現(xiàn)象A.甲>乙>丙B．乙>甲>丙C．丙>甲>乙D．丙>乙>甲3．化學(xué)小組為探究鋁、銅、銀三種金屬的活動性順序，設(shè)計了如圖所示實驗方案。下列說法不正確的是()A．由實驗甲可知金屬活動性：Al>CuB．由實驗乙可知金屬活動性：Cu>AgC．由實驗甲、乙、丙可知金屬活動性：Al>Cu>AgD．實驗甲中的CuSO4改為CuCl2后不能完成本實驗探究4.已知A、B、C、D是四種金屬單質(zhì)，A能從B的化合物溶液中置換出B，但A不能與稀鹽酸反應(yīng)；相同條件下，C、D能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，且D比C反應(yīng)劇烈。則四種金屬的活動性由強到弱的順序是()A.D>C>A>BB.A>B>C>DC.B>A>C>DD.D>C>B>A5.通過下列三個實驗，探究X、Y、Z三種金屬的活動性順序：X＋HCl—不反應(yīng)Y＋H2SO4===YSO4＋H2↑Z＋X(NO3)2—不反應(yīng)則X、Y和Z的金屬活動性由強到弱及(H)的位置順序正確的是()A.Y(H)XZB.Y(H)ZXC.YX(H)ZD.YZ(H)X6.將金屬錳(Mn)投入稀鹽酸中，有氣泡產(chǎn)生。將鎂條插入硫酸錳溶液中，有錳析出，則Mn、Mg、Cu的金屬活動性由強到弱的順序是()A.Mg、Mn、CuB.Mn、Mg、CuC.Cu、Mg、MnD.Cu、Mn、Mg7.現(xiàn)有Al、Cu、Ag三種金屬，限用一種試劑一次性就可以驗證它們的金屬活動性強弱，則該試劑是()A.CuSO4溶液B.稀H2SO4C.AgNO3溶液D.AlCl3溶液8．金屬在日常生活中有著廣泛的用途，常見金屬的活動性順序如圖。請回答下面問題：(1)金屬活動性順序中的X是__________。(2)把一根用砂紙打磨過的鋁絲浸入硫酸銅溶液中，過了一會兒，觀察到的現(xiàn)象是__________________________________________，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________。(3)向一定質(zhì)量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入過量的Zn粉，溶液質(zhì)量隨反應(yīng)時間的變化情況如圖所示，圖中B點溶液中含有的金屬化合物有_____________________________________________________________________。類型四設(shè)計實驗探究金屬的活動性1.探究鐵、銅、鎂的金屬活動性時，下列現(xiàn)象、分析或結(jié)論正確的是()A.銅片表面有氣泡產(chǎn)生B.放有鎂片的試管外壁發(fā)燙C.鐵片與鹽酸反應(yīng)速率最快D.它們的活動性：Cu＞Fe＞Mg2.有甲、乙、丙、丁四種金屬，只有丙在自然界能以單質(zhì)形態(tài)存在。含甲化合物的水溶液不能用乙制的容器盛放。將甲和丁分別放入硝酸銅溶液中，在甲表面有銅析出，而丁沒有變化。這四種金屬活動性由弱到強的順序是()A.丙＜丁＜甲＜乙B.乙＜甲＜?。急鸆.?。技祝家遥急鸇.丙＜乙＜甲＜丁3.某同學(xué)參加實驗操作考試，為驗證鎂、鋅、銅三種金屬的活動性順序，他設(shè)計了以下四種實驗方案，其中能達(dá)到目的的是()A.將鎂片、鋅片分別放入Cu(NO3)2溶液中B.將鋅片、銅片分別放入Mg(NO3)2溶液中C.將鎂片分別放入Zn(NO3)2溶液、Cu(NO3)2溶液中D.將鎂片、鋅片、銅片分別放入稀鹽酸中4.用實驗探究Al和Cu的金屬活動性強弱。若提供的試劑只有：CuCl2溶液、AlCl3溶液、Al、Cu和稀鹽酸。對此下列說法正確的是()A．最多只能設(shè)計一種實驗方案B．CuCl2溶液是不可或缺的試劑C．選用兩種合適的試劑即可實現(xiàn)實驗?zāi)康腄．AlCl3溶液中加入Cu不能探究金屬活動性強弱5.為驗證鐵、銅、銀的金屬活動性順序，某同學(xué)設(shè)計了以下四組實驗。下列說法錯誤的是()A.通過實驗①、②，能驗證金屬活動性：Fe＞CuB.通過實驗①、②、③，能驗證金屬活動性：Fe＞Cu＞AgC.實驗④中若X為Cu，Y為FeSO4溶液，則能驗證金屬活動性：Fe＞CuD.實驗④中若X為Cu，Y為AgNO3溶液，則能驗證金屬活動性：Cu＞Ag6．現(xiàn)有A、B兩種銀白色的金屬，某同學(xué)想要探究這兩種金屬的活動性?！驹O(shè)計實驗】取大小相同的兩片金屬，用砂紙打磨光亮，分別放入兩支試管中，再加入等量的同種稀鹽酸，操作與現(xiàn)象如表：實驗試管1試管2操作現(xiàn)象金屬表面產(chǎn)生氣泡較慢金屬表面產(chǎn)生氣泡較快【思考結(jié)論】(1)通過上述實驗，判斷出兩種金屬的活動性順序是A________(填“>”或“<”)B；(2)假設(shè)其中的一種金屬是鐵，除觀察到鐵的表面有氣泡產(chǎn)生外，還能觀察到反應(yīng)后的溶液呈____________(填“淺綠色”或“黃色”)；(3)實驗前用砂紙打磨金屬片的目的是___________________________________；(4)如果兩種金屬是鎂和鐵，還可以用鎂和一種化合物的溶液來證明兩者的金屬活動性強弱，你認(rèn)為該化合物可以是________(填化學(xué)式)。7．某研究小組的同學(xué)為探究鐵、銅、鋅、銀的金屬活動性順序，設(shè)計如圖所示的三個實驗(其中金屬均已用砂紙打磨，且形狀、大小相同；所用稀鹽酸的濃度、質(zhì)量也相同)。(1)通過觀察，甲同學(xué)很快判斷出鋅的活動性比鐵強。據(jù)你分析，甲同學(xué)依據(jù)的實驗現(xiàn)象是________________________________。過一會兒，他又發(fā)現(xiàn)銅片表面有銀白色固體附著，這說明________________。(2)寫出銅片與硝酸銀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________。(3)乙同學(xué)認(rèn)為上述實驗不足以得出四種金屬的活動性順序，想再補充一個實驗，請你和乙同學(xué)一起設(shè)計一個實驗方案并進(jìn)行實驗，達(dá)到探究目的。實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論(4)通過以上探究，四種金屬的活動性由強到弱的順序是：________________。8.某化學(xué)興趣小組的同學(xué)，為了比較金屬R與鐵、銅的金屬活動性強弱，進(jìn)行如下探究活動：【查閱資料】鐵的活動性比銅強?！具M(jìn)行猜想】對三種金屬的活動性順序作出如下猜想：猜想一：R＞Fe＞Cu；猜想二：______________；猜想三：Fe＞Cu＞R。【收集證據(jù)】為了驗證哪一種猜想成立，甲、乙、丙三名同學(xué)分別展開實驗探究。主要操作主要現(xiàn)象實驗結(jié)論甲將打磨好的R絲插入盛有硫酸銅溶液的試管中__________________________________猜想一正確乙將粗細(xì)相同打磨好的R絲、鐵絲分別插入體積和濃度都相同的稀鹽酸中R絲表面產(chǎn)生氣泡速率比鐵絲表面產(chǎn)生氣泡速率________(填“快”或“慢”)丙將粗細(xì)相同打磨好的R絲、鐵絲，分別在空氣中點燃R絲在空氣中劇烈燃燒，鐵絲在空氣中不燃燒猜想一正確寫出鐵絲在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式：____________________________________?！窘涣鞣此肌咳瑢W(xué)交流討論后認(rèn)為，比較金屬活動性強弱的方法有多種?！練w納總結(jié)】他們總結(jié)得出比較金屬活動性強弱的常見方法有：(1)金屬與氧氣反應(yīng)的難易和劇烈程度。(2)金屬與酸溶液是否反應(yīng)或反應(yīng)的劇烈程度。(3)金屬與______________________是否反應(yīng)。9．某化學(xué)探究小組為了驗證鐵、銅、鎂、銀的金屬活動性順序，設(shè)計了如下實驗方案：①將大小相同的鐵片和鎂片分別加入到濃度相同的稀鹽酸中；②將銅片加入到硝酸銀溶液中；③將金屬A加入到B溶液中。(1)根據(jù)實驗①可以判斷出鎂的活動性比鐵強，依據(jù)的實驗現(xiàn)象是________________________________；如果補充一個實驗__________________________(用化學(xué)方程式表示)，也能說明鎂比鐵活潑。(2)根據(jù)實驗③得出鐵、銅的金屬活動性順序，如果B是硫酸銅溶液，則A是________；如果A是銅，則B溶液是________。(3)用金屬活動性順序還能解釋生活中的一些現(xiàn)象，如：____________________________________________________________________。10.某同學(xué)為了探究相關(guān)金屬的化學(xué)性質(zhì)，做了下列實驗：(1)A試管中的實驗現(xiàn)象是_____________________________________________。(2)只通過A和B實驗尚不能證明銅、銀兩種金屬的活動性強弱，需補充一個實驗來證明，補充實驗所用試劑合理的是________。A.Cu、Ag、稀鹽酸B.Cu、AgNO3溶液(3)實驗C中物質(zhì)充分反應(yīng)后，某同學(xué)對試管中固體的成分提出以下四種猜想：A.Zn、Cu、AgB.Zn、CuC.Cu、AgD.Ag這四種猜想中明顯不合理的是________(填編號)。類型五利用金屬的活動性回收金屬1．化學(xué)實驗室要從X、銀、銅、鋅四種金屬混合物中分離某貴重金屬，流程如下。下列說法中正確的是()A．固體丙中一定只含有銀B．四種金屬活動性強弱順序：Zn＞X＞Cu＞AgC．濾液C中的金屬化合物一定只有Cu(NO3)2D．固體甲中一定含有Cu和Ag，可能含有X2.小麗為確認(rèn)所回收易拉罐的主要成分是鋁還是鐵，剪取金屬片打磨后，設(shè)計了如圖所示的兩種不同方法進(jìn)行檢驗，這樣設(shè)計的依據(jù)是()A.鐵、鋁有不同的物理性質(zhì)B.活潑金屬易與氧氣反應(yīng)C.排在氫前面的金屬可以把酸中的氫置換出來D.活動性較強的金屬可把活動性較弱的金屬從它的化合物溶液中置換出來3.某電鍍廠排放的廢液中含有CuSO4、FeSO4和ZnSO4三種金屬化合物，為減少水污染并節(jié)約成本，回收硫酸鋅、金屬鐵和銅，設(shè)計流程如圖所示，下列說法正確的是()A.流程中四步操作都是過濾B.實驗方案中X是Zn，Y是CuSO4溶液C.濾液b中加適量X有氣體產(chǎn)生D.最終所得硫酸鋅的質(zhì)量等于原廢液中金屬化合物的質(zhì)量4.某興趣小組的同學(xué)從實驗室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的廢液，他們想從中回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體，設(shè)計了如下操作方案，結(jié)合方案回答下列問題。(1)固體A中含有________和________，無色氣體X為________(均填化學(xué)式)；(2)步驟①中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________，該反應(yīng)屬于四種基本反應(yīng)類型中的________反應(yīng)；(3)操作a的名稱為________，在該操作中用到了玻璃棒，其作用為__________；(4)理論上所得硫酸亞鐵晶體的質(zhì)量________(填“＞”“＜”或“＝”)原廢液中硫酸亞鐵的質(zhì)量。5.某種手機電路板中含有Fe、Cu、Au、Ag、Ni(鎳，銀白色金屬)等金屬，如圖是某工廠回收部分金屬的流程圖。(1)操作①的名稱是________。(2)寫出濾液②中金屬陽離子的符號________。(3)寫出濾液③和鐵粉發(fā)生反應(yīng)的一個化學(xué)方程式____________________________________。(4)Cu、Ag、Ni在溶液中的活動性由強到弱的順序依次是______________。6.廢舊電路板中主要含有塑料、銅和錫(Sn)等，為實現(xiàn)對其中錫的綠色回收，某工藝流程如下。已知：Sn＋SnCl4===2SnCl2(1)SnCl4中錫元素的化合價是________。(2)銅的金屬活動性比錫的________(填“強”或“弱”)，固體A中一定含有的金屬是________。(3)寫出步驟②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。(4)相比于直接焚燒廢舊電路板回收金屬，該工藝主要優(yōu)點是____