化学人教版九年级下册金属的活动性顺序及应用

金属活动性顺序及应用嵩县城关镇第一初级中学 王素贤金属活动性顺序及应用是初中化学的一个重要知识点，是中考考查重点内容之一。从平时教学和每年的中考试卷评析中发现，学生在应用相关知识解决问题时娄有失误，为帮助同学们掌握好这部分内容，了解这一考点的命题方向及题型，走出解题误区，现结合平时教学和各地中考试卷，将相关题型及注意事项小结如下：一、考查金属活动性顺序内容【例1】 常见金属活动性顺序如下：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属的活动性逐惭减弱根据上图请你写出所获得的信息（至少写出一条）解析：本题主要考查学生对金属活动性顺序意义的理解及从图形中获得信息的能力。根据金属活动性顺序意义可获得的信息有：（1）在这个金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性越强。（2）在这个金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出盐酸、硫酸中的氢。（3）在这个金属活动性顺序中，位于前面的金属能把后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。【例2】某课外学习小组，发现锰（Mn）也能排入下列金属活动性顺序中：K Ca Na Al Mn Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Pt Au（1）用元素符号将上述金属活动性顺序填写完整（2）已知锰的化合价为2价，请写出一个有金属锰参加置换反应的化学方程式 。解析：本题考查学生对金属活动性顺序的记忆及简单应用。（1）根据金属活动性顺序可知：所缺的金属为Mg、g（2）金属锰的活动性比Cu、Ag强，所以Mn 可以与铜、银等可溶性盐溶液发生置换反应。如：MnCuSO4 =CuMnSO4 或Mn2AgNO3 =2AgMn（NO3）2（合理符合要求即可）二、考查金属活动性顺序的应用1、判断金属与酸之间的置换反应在金属活动顺序里，排在氢前的金属能置换出酸中的氢，排在氢后面的金属不能；而且金属的位置越靠前，它的活动性越强，与酸反应的速度越快，反应就越剧烈。（注：应用中，酸应除去浓硫酸和硝酸，他们的氧化性较强，与金属反应一般生成水而不生成氢气，因而不发生置换反应。） 【例1】现有等质量的铁粉、镁粉、锌粉、铜粉，分别放入足量的同温度同浓度的稀盐酸中，它们产生氢气最快且最多的是（ ）A、铁粉 B、镁粉 C、锌粉 D、铜粉 E、 一样快，一样多解析：根据金属活动性顺序，铜不能与酸反应，所以D排除；其他三种金属活动顺序由强到弱依次为MgZnFe，Mg的活动性最强，跟酸反应最快。等质量的金属跟足量的酸反应时，相对原子质量小的金属产生的氢气多，但前提是金属在化合物中的化合价必须相同。它们的相对原子质量为Mg：24、Fe ：56、Zn：65，且它们在化合物中均是+2价，所以镁产生氢气最多，故选B。【例2】、某化学研究小组把足量的A、B两种金属同时分别放入两份质量分数相同的少量盐酸中，根据实验现象绘制了生成氢气的体积（气体体积都在相同状况下测定）与反应时间的关系图（如下图所示）。根据此图，请你写出两条简明结论。解析：金属越活泼，与酸反应越快，曲线越陡。所以要得出的结论有：反应速率AB；金属活动性AB；最终生成氢氧质量相等。（写出两条即可）氢气体积/L反应时间/sAB2、判断金属和盐溶液能否发生反应在金属活动性顺序里，只有排在前面的金属，才能把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来（K、Ca、Na等活泼金属除外）。【例3】把锌片插入下列溶液中不发生置换反应的是 （ ）A、AgNO3溶液 B、FeSO4溶液 C、NaCl溶液 D、CuSO4溶液解析：四个选项均为盐溶液，A、B、D项中的金属元素Ag、Fe、Cu位于Zn后面，满足置换反应发生的条件。只有C项不满足条件，Zn位于Na后面，不能与Na Cl发生置换反应，故选C。3、利用金属与酸的反应情况和金属与盐溶液的反应情况判断金属活动性顺序能与酸发生置换反应的金属化学活动性比氢强；能把另一种金属从其盐溶液里置换出来的金属的活动性比盐中的金属活动性强。（2010河南）【例4】X、Y、Z是三种金属固体，将X和Y浸入稀硫酸中，Y溶解并产生氢气，X无变化；将X和Z浸入硝酸银溶液中，X表面有银析出而Z无变化。 判断X、Y、Z和银四种金属的活动性由强到弱的顺序。 具体确定一种X后，写出X与硝酸银溶液反应的化学方程式。解析：本题属判断金属活动性顺序题型。由题意，将X和Y浸入稀硫酸中，Y溶解并产生氢气，X无变化，说明Y 能置换出硫酸中的氢而X 不能，则YX。将X和Z浸入硝酸银溶液中，X表面有银析出而Z无变化，说明X 能置换出硝酸银溶液中的银而Z不能，XAgZ。则X、Y、Z和银四种金属的活动性由强到弱的顺序为Y、X、Ag、Z。 因X为氢后面的金属且能与硝酸银溶液反应，说明X位于氢和银之间，只有铜、汞两种金属，汞常温下是液体，故X 只能是铜；所以化学方程式是：Cu2AgNO3 =2AgCu（NO3）24、实验探究金属活动顺序的问题选用试剂【例5】某化学兴趣小组为测定Fe、Ag、Cu三种金属的活动顺序，设计了以下四种方案，每种方案所用的试剂如下，其中你认为不可行的是（ ）。A、Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液 B、Fe、Ag 、CuSO4溶液 C、Fe、Cu、稀盐酸、AgNO3溶液 D、Cu、Ag、FeSO4溶液解析：根据金属活动顺序，方案A中，Cu能置换出AgNO3溶液中的Ag而不能置换出FeSO4溶液的Fe，确定三种金属由强到弱的活动顺序为Fe、Cu、Ag。同理方案B，铁能置换出CuSO4溶液的Cu，而Ag不能置换出Cu，也能确定它们的活动性顺序。C方案中，由Fe、Cu与稀盐酸的反应情况知Fe比Cu活泼，再由Cu能置换出AgNO3溶液中的Ag知Cu又比 Ag活泼。只有D方案Cu、Ag都不能置换出FeSO4溶液的Fe，从而无法确定Fe、Cu、Ag的活动性顺序，故选D。小结：判断两种金属活动性，一般比较金属与酸反应的快慢和剧烈程度或把活泼金属放入较不活泼金属的盐溶液中，可比较它们的活动性大小。判断三种金属的活动性大小，可选用的试剂一般有a 中间金属（按金属活动顺序）和其前后两种金属的盐溶液，即一金加两盐，如上面例8中选项A；b 中间金属（按金属活动顺序）的盐溶液和其前后的两种金属，即一盐加两金，如上面例8中的选项B；c 两种金属（有一种位于金属活动顺序氢前）与盐酸（或稀硫酸）和另一种金属的盐溶液如上面例8中选项C；探究金属活动顺序实验方案及优化方案的问题【例6】甲同学为了探究铝、铁和铜三种金属的活动性，他用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸四种物质，设计了以下只用一支试管，取一次盐酸的探究方案。 请你帮助甲同学完成下表中的探究方案：实验步骤观察到的现象 在试管中加入少量盐酸，插入铁丝，充分作用 在所得溶液中，插入 ，充分作用无明显现象 在所得溶液中，插入 ，充分作用 结论：金属活动性AlFeCu。写出中反应的化学方程式： ；将铝丝插入溶液前应进行的操作是 ； 乙同学看到甲同学的方案后，认为只要再补充一个实验，还能得出活动性AlFeCu的结论。乙同学要补充的实验是 ；丙同学认为要得到活动性AlFeCu的结论，不必补做实验，只需将甲同学方案中插入金属的顺序调整即可，调整后的金属插入顺序为 ；【解析】本题旨在考查学生优化实验方案的意识。由金属活动顺序表可知，铁、铜、铝三种金属活动顺序为AlFeCu，关键是要设计实验加以证明。解答此题要具备以下相关知识： 能与酸发生置换反应的金属其活动性比氢（H）强； 能把另一种金属从其盐溶液中置换出来的金属活动性比该盐中的金属活动性强； 铁与酸或盐溶液发生置换反应生成可溶性的+2价亚铁盐，其水溶液呈浅绿色。铁和铝能置换出酸中的氢，铜不能；铜不能从铁盐溶液中置换出来铁，铜不如铁活泼，而铝能从铁盐溶液中置换出铁，铝比铁活泼。答案：溶液中出现气泡，溶液由无色变为浅绿色 铜丝 铝丝 溶液由浅绿色变为无色 用砂纸除去铝线丝表面的氧化铝 把铁丝插入盐酸中； Cu、Fe、Al5、判断金属与混合盐溶液的反应 同一金属与不同的盐反应时，该金属先与活动性较弱的金属盐溶液反应；不同金属与盐溶液反应时，活动性强的金属先与盐溶液反应。（2011河南）【例7】在Cu（NO3）2、Al（NO3）3 和AgNO3的混合溶液中，加一定量的铁粉充分反应后过绿，向路出的固体上加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有 ；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量 （填“大”或“小”）；有关反应的化学方程式为 （写出一个即可）解析：在金属活动性顺序中，Fe排在金属Cu、Ag 之前Al 之后，不能置换出Al（NO3）3中的Al，能置换出Cu（NO3）2中Cu 或AgNO3中的Ag，而且先置换Ag，待Ag被置换完后再置换Cu。 由题知：向路出的固体上加稀硫酸时有气泡产生，说明所加铁粉过量，因此溶液中没有Cu（NO3）2和AgNO3，则反应后所得溶液中含有的金属离子有Al3+和Fe2+；由于进入溶液中的铁元素质量小于被置换出来的铜元素和银元素的质量，所以反应后溶液的质量比原混合溶液的质量小。有关反应的化学方程式；Fe+ 2AgNO3=2Ag+Fe（NO3）2 或Fe+Cu（NO3）2= Cu+ Fe（NO3 ）2或Fe+H2SO4=Fe+H26、在生活实际中的应用【例8】5角硬币的外观呈金黄色，它是铜锌合金、故这种合金称黄铜，市场上一些不法商贩用