第二講 金屬的活動性順序

金屬的活動性順序一、知識點1.鐵銹蝕的條件及防銹蝕方法：

（1）鐵生銹的條件：鐵與水、氧氣同時接觸。

（2）防止鐵生銹的方法：①保持鐵制品表面的潔凈和干燥；②在鐵制品表面形成保護膜：刷漆、涂油、鍍一層其它金屬、在鐵制品表面形成致密的氧化物保護膜；③改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成不銹鋼。2.金屬的活動性順序理解金屬分為活性金屬和鈍性金屬兩種。根據(jù)金屬活動性順序，氫前金屬稱為活性金屬，氫后金屬就是鈍性金屬。鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛(氫)銅汞銀鉑金1、氫前面的金屬能與弱氧化性強酸反應(yīng)，置換出酸中的氫（\t"/item/%E9%87%91%E5%B1%9E/_blank"濃硫酸、\t"/item/%E9%87%91%E5%B1%9E/_blank"硝酸強氧化性強酸與金屬反應(yīng)不生成氫氣）。如：Fe＋2HCl═FeCl2

＋H2↑2、活動性強的金屬能與活動性弱的金屬鹽溶液反應(yīng)。3、大多數(shù)金屬能與\t"/item/%E9%87%91%E5%B1%9E/_blank"氧氣反應(yīng)。4、排在H前面的金屬，理論上講都能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在常溫下，鉀，鈣，鈉等能與水發(fā)生劇烈反應(yīng)，鎂、鋁等能與熱水反應(yīng)，鐵等金屬在高溫下能與水蒸氣反應(yīng)。二、精選練習(xí)題知識點1、鐵銹蝕的條件及防銹蝕方法【典例】1．某興趣小組對金屬的性質(zhì)做了如下研究，請你填寫表格：用如圖所示實驗探究金屬生銹的條件（每支試管均放有完全相同的潔凈鐵片）（1）該同學(xué)設(shè)計試管B目的是。（2）該同學(xué)試管B和試管A做對比的目的是。（3）甲同學(xué)認為，試管A發(fā)生的現(xiàn)象就能夠說明鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果。乙同學(xué)不同意他的觀點，認為必須全面觀察試管（選填試管編號）發(fā)生的現(xiàn)象，并經(jīng)過科學(xué)嚴謹?shù)耐评恚拍苷降贸錾鲜鼋Y(jié)論。（4）試管D和E實驗的目的是進一步探究鐵在環(huán)境中是否更容易銹蝕。（5）為防止金屬銹蝕，除了采用覆蓋保護膜等措施以外，還可以制成合金。這是因為合金與純金屬相比，其組成和內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而引起的變化。2．小林學(xué)習(xí)金屬的相關(guān)知識后，關(guān)注到生活中有以下現(xiàn)象：Ⅰ．海邊的鐵制品，銹蝕程度比其他地方更嚴重。Ⅱ．切過咸菜的菜刀，不及時清洗，很容易就銹蝕了。針對Ⅰ和Ⅱ的現(xiàn)象，小林結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容查閱了相關(guān)資料并進行實驗探究?！举Y料卡片】探究鐵生銹的條件編號①②③實驗現(xiàn)象7天后，鐵釘表面沒有變化2天后，鐵釘表面出現(xiàn)紅色1天后，鐵釘表面出現(xiàn)紅色【家庭小實驗】為了探究食鹽水對鐵釘銹蝕速率的影響，小林設(shè)計并完成了如圖的家庭小實驗，很快看到實驗現(xiàn)象。（1）該實驗中紅墨水液面可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（填序號）；A．兩端仍持平B．左高右低C．左低右高你選擇的理由是。（2）小紅認為小林的實驗不足以說明食鹽水能加速鐵釘?shù)匿P蝕，請在小林實驗的基礎(chǔ)上完善此實驗方案；（3）結(jié)合資料及實驗結(jié)果，解釋現(xiàn)象Ⅰ和Ⅱ?！咀兪接?xùn)練】1．某化學(xué)興趣小組探究鐵生銹實驗，取一塊廢舊鐵絲網(wǎng)，將鐵絲網(wǎng)剪成幾小片，用稀鹽酸除去鐵銹后，放入錐形瓶中、在錐形瓶中加入3～4mL濃食鹽水，塞緊帶導(dǎo)管的單孔塞后，將導(dǎo)管的另一端伸入滴有紅墨水的水中，下列說法中錯誤的是（）A．濃食鹽水的作用是加快鐵絲網(wǎng)生銹 B．水中滴加紅墨水，便于觀察實驗現(xiàn)象 C．實驗過程中，燒杯中的導(dǎo)管口會冒氣泡 D．一段時間后，鐵絲表面出現(xiàn)紅棕色物質(zhì)2．如圖是某化學(xué)小組設(shè)計的觀察鐵制品銹蝕的實驗裝置。下列相關(guān)敘述中正確的是（）①鐵銹的主要成分是四氧化三鐵②一段時間后，塑料瓶可能會變癟③一段時間后，水面處鐵絲銹蝕最嚴重④一段時間后，鐵絲會由下向上出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象A．②④ B．①② C．②③ D．③④3．為探究鐵生銹的條件，同學(xué)們在實驗室用鐵釘和其他物質(zhì)設(shè)計了如圖所示實驗，下列相關(guān)說法錯誤的是（）A．一段時間后，觀察到a中鐵釘生銹，b中鐵釘不生銹 B．最終觀察到U形管內(nèi)紅墨水液面左低右高 C．紅墨水上覆蓋植物油是為了防止空氣中的氧氣溶于水 D．實驗中的干燥劑可以是CaCl2固體4．如圖是探究鐵釘銹蝕條件的實驗，請回答下列問題。（1）實驗前，用砂紙對鐵釘進行打磨的目的是。（2）試管①②中使用經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，目的是；試管②中植物油的作用是；試管③中氧化鈣的作用是。（3）一段時間后，發(fā)現(xiàn)試管①中生銹最嚴重的位置是（填“甲”“乙”或“丙”）；對比試管①②可得出；對比試管①③可得出；對比試管②③（填“能”或“不能”）得出鐵生銹需要與水接觸。5．暖貼發(fā)熱是利用了鐵粉生銹放出熱量的原理，某小組同學(xué)設(shè)計并進行下列實驗，探究鐵生銹的條件及影響鐵粉生銹速率的因素。Ⅰ、探究鐵生銹的條件【設(shè)計實驗】取3段光亮無銹的細鐵絲，繞成螺旋狀，進行如圖所示的三個實驗，實驗要保證有足夠長的時間來觀察現(xiàn)象。（1）對比實驗（填序號），可以得出鐵生銹需要水。（2）實驗I中鐵絲足量，時間足夠長，打開止水夾后，觀察到現(xiàn)象。Ⅱ、探究影響鐵粉生銹速率的因素【查閱資料】暖貼的發(fā)熱材料主要有鐵粉、活性炭、食鹽、水等物質(zhì)?！静孪爰僭O(shè)】①活性炭能加快鐵粉生銹的速率。②食鹽能加快鐵粉生銹的速率?！具M行實驗】下表是2g鐵粉、5g水與不同質(zhì)量活性炭、食鹽混合均勻10分鐘溫度記錄。實驗編號活性炭/g食鹽/g溫度上升值/℃1000.120.2022.030x56.3【解釋與結(jié)論】（3）上表中x的值為。（4）對比實驗1和3，得出的結(jié)論是。（5）欲得出結(jié)論“活性炭與食鹽同時存在會大幅度加快生銹速率”，需要對比1和（填實驗編號）?！痉此寂c評價】（6）下列說法或做法正確的是（填字母）。A．暖貼在使用前不需要密封保存B．利用鐵生銹的原理，可以測定空氣中氧氣含量C．利用鐵生銹的原理，鐵粉還可用于食品保鮮D．校內(nèi)用鋼架制作的自行車防雨棚應(yīng)定期噴涂油漆防銹【拓展延伸】可以利用稀硫酸清除鐵制品表面的銹，其原理是（化學(xué)方程式）。但除銹時不可以將鐵制品長時間浸在酸中，因為（化學(xué)方程式）。知識點2、金屬的活動性順序理解【典例】1．某興趣小組同學(xué)在探究鋅、鐵、銅三種金屬活動性順序，各自提出自己的方案。（1）甲用一支試管，取一次稀硫酸和足量的銅片、鐵片，鋅片，通過設(shè)計如下的實驗方案進行金屬活動性順序的判定。填寫下表內(nèi)容：寫出實驗步驟③中涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式：。實驗步驟觀察到的現(xiàn)象①取少量稀硫酸于試管中，插入足量鐵片，充分作用，溶液由無色變?yōu)闇\綠色②在①反應(yīng)后溶液中插入，充分作用無明顯現(xiàn)象③在②所得的溶液中插入，充分作用，溶液由淺綠色變成無色（2）乙同學(xué)認為在甲同學(xué)設(shè)計的方案中，只要補充一個實驗，還可得出Zn＞Fe＞H＞Cu的結(jié)論。乙同學(xué)要補充的實驗是。（3）丙同學(xué)認為不必做補充實驗，只需在甲同學(xué)方案中調(diào)整插入金屬的順序，即可得到Zn＞Fe＞H＞Cu的結(jié)論，你認為調(diào)整后插入金屬的實驗順序是。2．學(xué)習(xí)完金屬的化學(xué)性質(zhì)，同學(xué)們來到實驗室進行鋅、銅、銀三種金屬活動性順序的探究活動。實驗桌上老師提供的藥品有：鋅片、銅片、銀片、硫酸鋅溶液、硫酸銅溶液、硝酸銀溶液和稀硫酸?！局贫ㄓ媱潯吭诶蠋煹闹笇?dǎo)下，經(jīng)過討論，同學(xué)們設(shè)計出了以下幾種實驗方案：方案一：銅片、硫酸鋅溶液、硝酸銀溶液；方案二：鋅片、銀片、硫酸銅溶液；方案三：鋅片、銅片、硫酸銅溶液、硝酸銀溶液；你的設(shè)計方案是?！具M行實驗】小華同學(xué)選用方案三進行如下探究，請你幫他完成表格中的空白。實驗操作實驗現(xiàn)象分析與結(jié)論將打磨過的銅片插入硝酸銀溶液中金屬活動性：CuAg（填“＞”或“＜”）。鋅片表面附著一層紅色物質(zhì)，溶液由藍色逐漸變?yōu)闊o色。金屬活動性：ZnCu（填“＞”或“＜”）反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！窘忉屌c結(jié)論】根據(jù)上述實驗，小華得出三種金屬活動性由強到弱的順序是。【反思與評價】探究活動結(jié)束后，同學(xué)們分享自己的收獲與不足，并進行反思：（1）有同學(xué)提出，小華的實驗中不用硫酸銅溶液也能得到相同的實驗結(jié)論。簡要說明其驗證方法：。（2）經(jīng)過討論，大家一致認為以上實驗方案中，方案較好。（3）小華提出，試管中的金屬可以回收再利用，這樣做的意義是。

【變式訓(xùn)練】1．現(xiàn)將等質(zhì)量且形狀相同的甲、乙、丙三種金屬，分別放入三份溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的足量稀硫酸中，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合價均為+2）。據(jù)此判斷甲乙丙的金屬活動性順序是（）A．甲＞乙＞丙 B．甲＞丙＞乙 C．丙＞乙＞甲 D．乙＞丙＞甲2．某同學(xué)為探究鎂、鋅、銅、銀的活動性順序，設(shè)計如圖所示試驗：依據(jù)實驗流程設(shè)計，下面對物質(zhì)①②的選擇合理的是（）A．①稀硫酸②硫酸銅 B．①稀硫酸②氯化鎂 C．①稀鹽酸②硫酸鋅 D．①稀鹽酸②硫酸亞鐵3．下列各組物質(zhì)能驗證Fe、Cu、Ag三種金屬活動性強弱的是（）A．Fe、Cu、Ag、稀鹽酸 B．FeSO4溶液、Cu、Ag C．Fe、CuSO4溶液、Ag D．FeSO4溶液、CuSO4溶液、Ag4．現(xiàn)有X、Y、Z三種金屬，將X和Y分別放入鹽酸中，X溶解并產(chǎn)生H2，Y不反應(yīng)，將Y和Z分別放入AgNO3溶液中，一段時間后，在Y表面有Ag析出，而Z沒有變化。X、Y和Z的金屬活動性順序正確的是（）A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y C．Y＞X＞Z D．Z＞Y＞X5．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＞Cu B．通過實驗①、②、③，能驗證金屬活動性：Fe＞Cu＞Ag C．實驗④中X為Cu，Y為FeSO4，能驗證金屬活動性：Fe＞Cu D．實驗④中X為Cu，Y為AgNO3，能驗證金屬活動性：Cu＞Ag6．為探究銅、鋅、X三種金屬的活動性，某同學(xué)做了如下實驗。則三種金屬的活動性由強到弱的順序是（）實驗操作現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡無明顯現(xiàn)象X絲表面析出紅色固體A．鋅X銅 B．X鋅銅 C．鋅銅X D．銅X鋅7．某同學(xué)為驗證鐵、銅、銀的金屬活動性順序，設(shè)計了如圖所示的實驗，下列分析不正確的是（金屬片均已打磨，且其形狀大小相同）（）A．分析實驗①②的現(xiàn)象，能判斷出鐵和銅的金屬活動性強弱 B．分析實驗③的現(xiàn)象，能判斷出銅和銀的金屬活動性強弱 C．分析實驗①③的現(xiàn)象，能判斷出鐵和銅的金屬活動性強弱 D．分析實驗①②③的現(xiàn)象，能判斷出鐵、銅、銀的金屬活動性強弱8．為驗證鋅，鐵、銅三種金屬的活動性順序，小紅設(shè)計了如圖所示的四個實驗，下列說法中正確的是（）A．通過實驗①②③能驗證鋅的金屬活動性比鐵的強 B．實驗③中溶液的質(zhì)量變大 C．X可能為鋅，Y可能為硫酸亞鐵 D．只做實驗③和④，一定不能驗證鋅、鐵、銅的金屬活動性順序9．為探究鋅、銅、鐵三種金屬的活動性順序，某學(xué)習(xí)小組做了如甲圖所示實驗。實驗結(jié)束后將試管①、試管②內(nèi)的物質(zhì)全部倒入同一燒杯中，充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)燒杯中的紅色固體物質(zhì)明顯增多（如乙圖所示）。下列說法不正確的是（）A．甲圖所示試管②中反應(yīng)后固體一定不含鐵 B．乙圖所示反應(yīng)后燒杯中的固體一定含有鐵 C．乙圖所示反應(yīng)后燒杯中的溶液一定含有氯化鋅和氯化亞鐵，可能含有氯化銅 D．乙圖所示反應(yīng)后燒杯中最后所得固體的質(zhì)量一定大于2ag10．某化學(xué)興趣小組進行如圖所示的實驗，探究Zn、Fe、Cu、Ag的金屬活動性順序，先進行如圖甲、乙、丙的三個實驗，再將丙中試管內(nèi)的物質(zhì)過濾，并向濾液中加入乙中剩余的鐵；濾液中析出固體質(zhì)量隨反應(yīng)時間的變化關(guān)系如圖丁所示，下列說法中正確的是（）A．該實驗可得出Zn＞Fe＞（H）＞Cu＞Ag的金屬活動性順序 B．丙實驗試管內(nèi)的物質(zhì)過濾后所得濾液呈藍色，濾渣肯定含Ag，可能含Cu C．圖丁中b點對應(yīng)溶液所含的溶質(zhì)是Cu（NO3）2、Fe（NO3）2 D．圖丁中c點對應(yīng)溶液所含的溶質(zhì)是Fe（NO3）211．為探究鋅、銅、鐵三種金屬的活動性順序及其相關(guān)性質(zhì)，某學(xué)習(xí)小組做了如甲圖所示實驗。實驗結(jié)束后，將試管①、試管②內(nèi)的物質(zhì)全部倒入同一潔凈燒杯中，充分反應(yīng)后如乙圖所示。將燒杯乙中的物質(zhì)過濾，得到濾渣和濾液。下列有關(guān)說法正確的是（）溫馨提示：CuO+H2SO4═CuSO4+H2OA．濾渣中最多有三種物質(zhì) B．若濾液呈無色，濾液中的溶質(zhì)可能有兩種 C．若濾液中含有硫酸銅，濾渣中可能有兩種物質(zhì) D．濾液的質(zhì)量可能小于甲圖中向兩試管中加入的FeSO4溶液和稀硫酸的質(zhì)量之和12．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，進行如下探究活動：【進行猜想】對三種金屬的活動性順序做出如下猜想：猜想一：R＞Fe＞Cu；猜想二：Fe＞Cu＞R；猜想三：?！臼占C據(jù)】為了驗證哪一種猜想成立，甲、乙、丙三位同