第7讲金属及其性质(二)(原卷版+解析)

第7讲金属及其性质（二）【衔接导入】金属钠伏特在19世纪初发明了电池后，各国化学家纷纷利用电池分解水成功。英国化学家汉弗里·戴维坚持不懈地从事于利用电池分解各种物质的实验研究。他希望利用电池将苛性钾分解为氧气和一种未知的“基”，因为当时化学家们认为苛性碱是氧化物。他先用苛性钾（氢氧化钾）的饱和溶液实验，所得的结果却和电解水一样，只得到氢气和氧气。后来他改变实验方法，电解熔融的苛性钾，在阴极上出现了具有金属光泽的、类似水银的小珠，一些小珠立即燃烧并发生爆炸，形成光亮的火焰，还有一些小珠不燃烧，只是表面变暗，覆盖着一层白膜。他把这种小小的金属颗粒投入水中，立即冒出火焰，在水面急速奔跃，发出刺刺的声音。就这样，戴维在1807年发现了金属钾，几天之后，他又从电解碳酸钠中获得了金属钠。戴维将钾和钠分别命名为Potassium和Sodium，因为钾是从氢氧化钾（Potash），钠是从碳酸钠（Soda）中得到的，它们至今保留在英文中。钾和钠的化学符号K、Na分别来自它们的拉丁文名称Kalium和Natrium。【知识新授】一、金属活动性顺序(1)金属活动性顺序：经过许多实验，人们总结出一些金属的活动性顺序如下：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au金属活动性由强逐渐减弱金属活动性顺序的应用规律：=1\*GB3①金属跟酸反应：在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。②金属跟盐溶液的反应：在金属活动性顺序中，只有一种活动性较强的金属才能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。(2)置换反应：=1\*GB3①由一种单质跟一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。=2\*GB3②通式：A＋BC＝＝＝＝AC＋B(单质)(化合物)(生成)(另一种化合物)(另一种单质)指组成化合物的某种元素被组成单质的元素所替代(3)置换反应与氧化还原反应的关系=1\*GB3①在反应物之间电子发生转移的反应称为氧化还原反应。或：在化学反应前后，相关元素的化合价发生改变发生升降的变化，均为氧化还原反应。=2\*GB3②判断氧化还原反应的最基本的方法：判断反应前后同一元素的化合价是否发生升降变化。=3\*GB3③所有置换反应都是氧化还原反应。(4)置换反应的原则=1\*GB3①一种金属可以置换出没有它活泼的金属(在非金属单质中也可使用这一原则)；=2\*GB3②活动性在氢之前的金属元素，其单质可与强酸发生置换反应，之后的不可反应(另：在金属活泼性前3的金属可直接与水反应)；=3\*GB3③化学元素的活泼性，是指元素与其他物质反应的难易程度。越易和别的物质反应，元素越活泼。越难与其他物质反应，元素越不活泼，即越稳定；=4\*GB3④铁与酸和盐发生置换反应，生成铁的化合物中铁元素的化合价都是+2价。(5)置换反应的分类=1\*GB3①金属与酸的置换反应：金属单质+酸→盐+氢气a．锌和稀硫酸反应：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑b．镁和稀硫酸反应：Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑特别提醒：特别提醒：制取H2时的图像问题（1）等质氢图：两种金属反应产生的氢气质量相同，此图反映两种情况：

①酸不足，金属过量，产生的氢气质量由酸的质量决定。

②酸足量，投放的两种金属与酸反应产生氢气的质量恰好相同，如6.5g锌和5.6g铁分别投入足量的盐酸中反应产生的氢气质量相同。（2）等质等价金属图：如等质量的镁、铁、锌与足量的酸反应生成的金属离子都是+2价，产生氢气的速率和质量不同（3）等质不等价金属图：铝、镁、锌与酸反应生成金属离子的化合价分别为+3、+2、+2，图反映出等质不等价金属与酸反应不仅速率不同而且生成的氢气的质量与金属化合价有关（2）（3）图略，同学们自行思考=2\*GB3②金属与盐溶液的置换反应：金属单质+盐(溶液)→另一种金属+另一种盐a．铁与硫酸铜反应：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu现象：铁条表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成浅绿色。(湿法制铜)b．锌片放入硫酸铜溶液中：Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu现象：锌片表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成无色。c．铜片放入硝酸银溶液中：Cu+AgNO3==Cu(NO3)2+Ag现象：铜片表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变成蓝色。(6)化学反应中的电子转移：2eZn+CuSO4==ZnSO4+Cu说明：金属锌失电子的能力比铜强，锌金属活动性比铜强。或者说铜离子得电子的能力比锌离子强，反应就发生。二、防止金属腐蚀常用法 金属锈既周环里水空等质作有关也金内的构有。据属蚀条，人们取一列施防止属锈常的治锈的法：①改金的部构例如把、加普钢中成锈HYPERLINK错误!超链接引用无效。 ②在属面盖护。例，金表涂、电HYPERLINK错误!超链接引用无效。【例题分析】例1．在CuSO4和AgNO3的混合液中，加入一定的铁片，充分反应后，试管中仍有部分固体，关于该固体成分的说法不正确的是（）A．一定有Ag B．可能有Cu C．可能有Ag D．可能有Fe例2．向AgNO3溶液中加入一定量的Mg粉和Cu粉，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色的滤液。关于该滤渣和滤液有下列分析，其中正确的是（）A．向滤渣中加入稀盐酸，可能有气泡产生 B．滤液中一定有Cu（NO3）2、一定不含AgNO3、可能有Mg（NO3）2 C．反应后溶液的质量一定增加 D．该过程至少发生两个化学反应例3．在一定量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入铁粉，充分反应，下列相关变化曲线，一定不正确的是（）A． B． C． D．例4．x、Y、z、W是四种不同的金属，为比较金属活动性的强弱，某同学利用这四种金属单质、盐酸、Z的硝酸盐、W的硝酸盐，进行有关实验，结果如下表（能发生置换反应的记为“√”，不能反应的记为“一”，无标记的表示未做该实验）。这四种金属的活动性顺序为（）XYZW盐酸√﹣﹣√Z的硝酸盐√W的硝酸盐√﹣A．X＞W＞Y＞Z B．X＞Y＞W＞Z C．W＞X＞Y＞Z D．Y＞W＞Z＞X例5．请按要求完成下列物质性质的实验：研究一：金属与酸反应过程中的能量变化：（1）打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应（填“放热”或“吸热”），反应的化学方程式为：；研究二：金属与盐溶液的反应：（2）向含有硝酸银和硝酸铜的溶液中，加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，将滤出的固体与稀盐酸混合，产生气泡。则下列有关说法中，正确的是。A．滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含铁B．滤出的固体中一定含有银，可能含有铜和铁C．滤液中一定有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜D．滤液中一定有硝酸亚铁，可能有硝酸铜或硝酸铜和硝酸银例6．实验室开放日，化学兴趣小组做了以下3组实验来验证锌、铜、铁的金属活动性顺序，实验室所提供试剂为锌、铁、铜、稀硫酸，硫酸铜溶液，硫酸亚铁溶液。实验编号123实验操作（1）写出化学兴趣小组实验编号3的化学反应方程式，同学们讨论后一致认为上述3组实验还不能得出三种金属的活动性顺序，从所提供试剂中选择，需要补充的实验是。实验后，同学们按老师要求将废液都倒在指定的大烧杯中，小科猜想该烧杯中的废液可能有硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁…，应该可以从中提炼出铁和铜。经思考后，他设计了如图所示的实验。（2）回收铁和铜的过程中，实验中所加的过量金属粉末是，操作③的名称是。例7．金属与盐溶液发生反应时一般会引起溶液密度变化，科学兴趣小组决定设计实验来验证铜块与硝酸银溶液反应时密度变化情况。如图1甲所示，弹簧测力计下方挂一银块A，烧杯中盛有硝酸银溶液B，杯底放入一铜块C（实验中溶液体积变化忽略不计）。请回答：（1）写出铜和硝酸银溶液反应的化学方程式。（2）该实验设计原理是：当溶液密度发生变化时，发生变化，从而引起弹簧测力计示数的变化。（3）小组同学将反应过程中弹簧测力计的示数变化描绘成图2所示，其中正确的是（填字母编号）。（4）小科同学认为该实验方案可以简化，在弹簧测力计下方直接挂一铜块C，放入盛有硝酸银溶液B的烧杯中（如图1乙所示），观察弹簧测力计的示数变化就可知道溶液的密度变化。你认为小科的设计是否合理，并说明理由：。例8．为了探究Fe、Cu、Ag、R（R为未知金属）四种金属的金属活动性顺序，进行如下实验：如图甲所示，将四根金属丝同时插入烧杯中的溶液里，只观察到①中铁丝表面出现气泡，②中铁丝表面有紫红色物质；如图乙所示，一段时间后，将烧杯中铁丝替换为R丝进行实验，观察到①中R丝表面出现气泡，②中R丝表面无明显现象。“”“”””为相应金属丝插入烧杯前，烧杯中溶液里存在的阳离子。（1）图乙所示的②中存在的阳离子是（从“”“”“”中选填）。（2）Fe、Cu、Ag、R四种金属的金属活动性顺序由强到弱依次为。【巩固提高】一．选择题（共11小题）1．有人估计，回收一个废弃的铝质易拉罐要比制造一个新易拉罐节约90%～97%的能源。与用矿石冶炼相比，若回收1吨废钢铁可炼好钢0.9吨（提示：1吨氧化铁中含铁0.7吨），并可以减少空气污染、水污染和固体废弃物。根据信息推测错误的是（）A．制造新易拉罐的铝的冶炼可能需要消耗大量的能量 B．金属冶炼会产生污染空气的气体 C．废钢铁中的铁全部已经被氧化 D．回收废弃金属可以减少空气污染和水污染2．某研究性学习小组利用如图所示的装置进行CO还原Fe2O3的实验，并检验该反应的气体生成物，已知一氧化碳发生装置产生的气体中混有杂质CO2和水蒸气。下列说法正确的是（）A．B装置玻璃管内发生的是置换反应 B．该实验结束后应先停止通CO，再熄灭B处酒精喷灯 C．若去掉C装置，则无法证明CO和Fe2O3发生了反应 D．若无A装置，该实验无法达到检验气体生成物的目的3．如图为了测定金属活动性强弱，向打磨过的金属X和金属Y上滴加不同溶液，金属X上①②处均有明显现象，金属Y仅④处有明显现象。据此可以判断金属X、金属Y、铁、银的活动性从强到弱分别为（）A．X、Fe、Ag、Y B．Y、Fe、X、Ag C．X、Fe、Y、Ag D．Y、Fe、Ag、X4．向一定质量的硝酸银和硝酸亚铁溶液中加入mg锌粉，充分反应后过滤。将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到滤渣的质量仍为mg，据此分析下列说法错误的是（）A．取反应后的滤液观察，滤液可能呈无色 B．滤渣中的物质最多含有三种，最少含有两种 C．取反应后的滤液插入铜丝，铜丝表面有固体附着 D．向少量硫酸铜溶液中加入足量滤渣，溶液可能变为浅绿色5．2021年三星堆考古挖掘获得重大发现，一批青铜器等精美文物相继出土。青铜的主要成分为铜、锡（Sn）合金，若要验证铜、锡的化学活动性强弱，下列试剂不能选用的是（）A．ZnSO4溶液、Cu、Sn B．稀硫酸、Cu、Sn C．CuSO4溶液、Sn D．SnSO4溶液、Cu6．小陈向装有硫酸铜溶液的烧杯中加入一定量铁粉，测得烧杯中溶液质量随加入铁粉质量的变化关系如图，则以下分析正确的是（）A．点a时的溶液中暂无金属铜生成 B．当加入铁粉质量为m1时，溶液变为无色透明 C．点b时过滤出烧杯中的固体，加入稀盐酸后会产生气泡 D．若纵坐标表示烧杯内物质的总质量，所得图象不变7．向一定质量Fe（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn粉，溶液质量与加入Zn粉的质量关系如图所示。下列说法错误的是（）A．d点溶液中溶质为Zn（NO3）2 B．a点溶液中的溶质有3种 C．取c点的固体，滴加稀盐酸，有气泡产生 D．c点溶液中的溶质有2种8．实验室常用锌和稀硫酸来制取氢气，向盛有稀硫酸溶液的烧杯中加入足量的锌至反应完全。如图的“”“”“”表示溶液中由溶质电离产生的不同离子，则“”表示（）A．Zn2+ B．SO42﹣ C．OH﹣ D．H+9．某同学设计了如图所示的装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入的是少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气。塞紧木塞，并调节L端与R端的液面高度一致，一段时间后观察。下列推断错误的是（）A．a管中的铁钉会锈蚀 B．L端的液面低于R端 C．该实验可以证明铁的锈蚀需要空气和水 D．若将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验，常温下a中铜钉会生锈，b中铜钉很难生锈10．某同学为验证镁、铁、铜、银的金属活动性顺序，设计了如图所示的四个实验（金属片均已打磨，且其形状大小相同；实验①②③所用盐酸的溶质质量分数和体积均相同）。下列分析不正确的是（）A．对比实验①②反应的剧烈程度，能判断出镁和铁的金属活动性强弱 B．分析实验②④的现象，能判断出铁、铜、银的金属活动性强弱 C．分析实验④的现象，能判断出铜和银的金属活动性强弱 D．分析四个实验的现象，能判断出镁、铁、铜、银的金属活动性顺序11．向AgNO3、Cu（NO3）2和Fe（NO3）2的混合溶液中加入一定量的Zn粉，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量，发现滤渣的质量等于加入Zn粉的质量。下列分析正确的是（）A．滤液中的溶质至少有两种 B．取反应后的滤液滴加稀盐酸，一定无白色沉淀 C．取反应后的滤渣滴加稀盐酸，一定有气泡生成 D．反应后所得的溶液一定是无色的二．填空题（共3小题）12．2021年6月，嘉兴市有轨电车T1线示范段正式开通。（1）列车轨道由锰钢制成，锰钢属于材料（选填“合金”或“有机合成”）。（2）已知锰的金属活动性介于镁和锌之间，通过实验来比较铁和锰的金属活动性强弱，下列试剂中可以选用的是。A.Fe、Mn、ZnSO4溶液B.Fe、Mn、CuSO4溶液C.Cu、FeSO4溶液、MnSO4溶液13．向一定质量的Mg（NO3）2和Cu（NO3）2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物，充分反应后过滤，得到不饱和的滤液和滤渣，将滤渣洗涤、干燥后再称量，发现质量仍为a克。则滤液中一定含有的溶质是；若忽略操作中的溶液损失，滤液中溶质的质量（填“大于”、“小于”或“等于”）原混合溶液中溶质的质量。14．实验室的某一废液中含有CuCl2、FeCl2和AlCl3三种溶质。小科设计了如图流程来回收AlCl3和有关金属。根据以下实验过程和现象回答问题：（1）金属X为（填化学式），操作①需要的玻璃仪器有（写出两种）。（2）固体B中含金属（填化学式），操作②为。第7讲金属及其性质（二）【衔接导入】金属钠伏特在19世纪初发明了电池后，各国化学家纷纷利用电池分解水成功。英国化学家汉弗里·戴维坚持不懈地从事于利用电池分解各种物质的实验研究。他希望利用电池将苛性钾分解为氧气和一种未知的“基”，因为当时化学家们认为苛性碱是氧化物。他先用苛性钾（氢氧化钾）的饱和溶液实验，所得的结果却和电解水一样，只得到氢气和氧气。后来他改变实验方法，电解熔融的苛性钾，在阴极上出现了具有金属光泽的、类似水银的小珠，一些小珠立即燃烧并发生爆炸，形成光亮的火焰，还有一些小珠不燃烧，只是表面变暗，覆盖着一层白膜。他把这种小小的金属颗粒投入水中，立即冒出火焰，在水面急速奔跃，发出刺刺的声音。就这样，戴维在1807年发现了金属钾，几天之后，他又从电解碳酸钠中获得了金属钠。戴维将钾和钠分别命名为Potassium和Sodium，因为钾是从氢氧化钾（Potash），钠是从碳酸钠（Soda）中得到的，它们至今保留在英文中。钾和钠的化学符号K、Na分别来自它们的拉丁文名称Kalium和Natrium。【知识新授】一、金属活动性顺序(1)金属活动性顺序：经过许多实验，人们总结出一些金属的活动性顺序如下：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au金属活动性由强逐渐减弱金属活动性顺序的应用规律：=1\*GB3①金属跟酸反应：在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。②金属跟盐溶液的反应：在金属活动性顺序中，只有一种活动性较强的金属才能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。(2)置换反应：=1\*GB3①由一种单质跟一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。=2\*GB3②通式：A＋BC＝＝＝＝AC＋B(单质)(化合物)(生成)(另一种化合物)(另一种单质)指组成化合物的某种元素被组成单质的元素所替代(3)置换反应与氧化还原反应的关系=1\*GB3①在反应物之间电子发生转移的反应称为氧化还原反应。或：在化学反应前后，相关元素的化合价发生改变发生升降的变化，均为氧化还原反应。=2\*GB3②判断氧化还原反应的最基本的方法：判断反应前后同一元素的化合价是否发生升降变化。=3\*GB3③所有置换反应都是氧化还原反应。(4)置换反应的原则=1\*GB3①一种金属可以置换出没有它活泼的金属(在非金属单质中也可使用这一原则)；=2\*GB3②活动性在氢之前的金属元素，其单质可与强酸发生置换反应，之后的不可反应(另：在金属活泼性前3的金属可直接与水反应)；=3\*GB3③化学元素的活泼性，是指元素与其他物质反应的难易程度。越易和别的物质反应，元素越活泼。越难与其他物质反应，元素越不活泼，即越稳定；=4\*GB3④铁与酸和盐发生置换反应，生成铁的化合物中铁元素的化合价都是+2价。(5)置换反应的分类=1\*GB3①金属与酸的置换反应：金属单质+酸→盐+氢气a．锌和稀硫酸反应：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑b．镁和稀硫酸反应：Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑特别提醒：特别提醒：制取H2时的图像问题（1）等质氢图：两种金属反应产生的氢气质量相同，此图反映两种情况：

①酸不足，金属过量，产生的氢气质量由酸的质量决定。

②酸足量，投放的两种金属与酸反应产生氢气的质量恰好相同，如6.5g锌和5.6g铁分别投入足量的盐酸中反应产生的氢气质量相同。（2）等质等价金属图：如等质量的镁、铁、锌与足量的酸反应生成的金属离子都是+2价，产生氢气的速率和质量不同（3）等质不等价金属图：铝、镁、锌与酸反应生成金属离子的化合价分别为+3、+2、+2，图反映出等质不等价金属与酸反应不仅速率不同而且生成的氢气的质量与金属化合价有关（2）（3）图略，同学们自行思考=2\*GB3②金属与盐溶液的置换反应：金属单质+盐(溶液)→另一种金属+另一种盐a．铁与硫酸铜反应：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu现象：铁条表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成浅绿色。(湿法制铜)b．锌片放入硫酸铜溶液中：Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu现象：锌片表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成无色。c．铜片放入硝酸银溶液中：Cu+AgNO3==Cu(NO3)2+Ag现象：铜片表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变成蓝色。(6)化学反应中的电子转移：2eZn+CuSO4==ZnSO4+Cu说明：金属锌失电子的能力比铜强，锌金属活动性比铜强。或者说铜离子得电子的能力比锌离子强，反应就发生。二、防止金属腐蚀常用法 金属锈既周环里水空等质作有关也金内的构有。据属蚀条，人们取一列施防止属锈常的治锈的法：①改金的部构例如把、加普钢中成锈HYPERLINK错误!超链接引用无效。 ②在属面盖护。例，金表涂、电HYPERLINK错误!超链接引用无效。【例题分析】例1．在CuSO4和AgNO3的混合液中，加入一定的铁片，充分反应后，试管中仍有部分固体，关于该固体成分的说法不正确的是（）A．一定有Ag B．可能有Cu C．可能有Ag D．可能有Fe【解答】解：由于铁、铜、银的金属活动性顺序是铁＞铜＞银，把一定量的铁片放到CuSO4和AgNO3的混合溶液中，铁片首先和AgNO3反应，再和CuSO4反应，充分反应后，试管中仍有部分固体，该固体一定有银，可能有铜、铁。故选：C。例2．向AgNO3溶液中加入一定量的Mg粉和Cu粉，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色的滤液。关于该滤渣和滤液有下列分析，其中正确的是（）A．向滤渣中加入稀盐酸，可能有气泡产生 B．滤液中一定有Cu（NO3）2、一定不含AgNO3、可能有Mg（NO3）2 C．反应后溶液的质量一定增加 D．该过程至少发生两个化学反应【解答】解：A、得到蓝色的滤液，说明铜和硝酸银反应生成了硝酸铜，即镁完全反应，滤渣中含有银或银和铜，银和铜都不能和稀盐酸反应，不能产生气泡，该选项说法不正确；B、滤液中一定有Mg（NO3）2、Cu（NO3）2、可能含AgNO3，该选项说法不正确；C、镁先和硝酸银反应生成硝酸镁和银，反应后溶液质量减小，后铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，反应后溶液质量减小，滤液的质量比原溶液质量减少，该选项说法不正确；D、得到蓝色的滤液，说明铜和硝酸银反应生成了硝酸铜，并且镁完全反应，该选项说法正确；故选：D。例3．在一定量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入铁粉，充分反应，下列相关变化曲线，一定不正确的是（）A． B． C． D．【解答】解：由金属活动性顺序可知，铁会先于硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，然后再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，所以A、刚开始铜的质量为零，置换完银才会置换出铜，故A正确；B、Fe与AgNO3和Cu（NO3）2的反应均使溶液质量变小，而硝酸根的质量不变，故硝酸根的质量分数先增大后不变，故B错误；C、铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，每56份质量的铁会置换出216份质量的银，溶液质量减轻，铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，每56份质量的铁会置换出64份质量的铜，溶液质量也会减轻，但是没有前面减小的幅度大，故C正确；D、铁刚与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，溶液中会出现银离子、亚铁离子、铜离子三种离子，然后会出现亚铁离子和铜离子，然后只剩下亚铁离子，故D正确。故选：B。例4．x、Y、z、W是四种不同的金属，为比较金属活动性的强弱，某同学利用这四种金属单质、盐酸、Z的硝酸盐、W的硝酸盐，进行有关实验，结果如下表（能发生置换反应的记为“√”，不能反应的记为“一”，无标记的表示未做该实验）。这四种金属的活动性顺序为（）XYZW盐酸√﹣﹣√Z的硝酸盐√W的硝酸盐√﹣A．X＞W＞Y＞Z B．X＞Y＞W＞Z C．W＞X＞Y＞Z D．Y＞W＞Z＞X【解答】解：由题意可知，X可以与盐酸和W的硝酸盐反应，w能与盐酸反应，Y、z不与盐酸反应，说明X金属活动性大于Y、Z、W，W的金属活动性大于Y、z；再根据Y能置换出Z的硝酸盐中的Z，说明Y的金属活动性强于Z．由此可知，四种金属的活动性顺序为：X＞W＞Y＞Z故选：A。例5．请按要求完成下列物质性质的实验：研究一：金属与酸反应过程中的能量变化：（1）打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应放热（填“放热”或“吸热”），反应的化学方程式为：Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑；研究二：金属与盐溶液的反应：（2）向含有硝酸银和硝酸铜的溶液中，加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，将滤出的固体与稀盐酸混合，产生气泡。则下列有关说法中，正确的是C。A．滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含铁B．滤出的固体中一定含有银，可能含有铜和铁C．滤液中一定有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜D．滤液中一定有硝酸亚铁，可能有硝酸铜或硝酸铜和硝酸银【解答】解：（1）打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应放热，镁和稀盐酸反应生成了氯化镁与氢气，反应的方程式为：Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑；故答案为：放热；Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑；（2）铁的金属活动性比银、铜强，向含有硝酸银和硝酸铜的溶液中，加入一定量的铁粉，铁先与硝酸银溶液反应生成硝酸亚铁溶液和银，硝酸银反应完，若还有铁粉，铁才能与硝酸铜溶液反应生成硝酸亚铁溶液和铜，反应停止后过滤，将滤出的固体与稀盐酸混合，产生气泡，说明滤渣中含有能与稀盐酸反应的金属，银、铜均不与稀盐酸反应，说明滤渣中含有铁，即铁是过量的。A、滤出的固体中一定含有银和铜，同时一定含有铁，故选项说法错误；B、滤出的固体中一定含有银、铜、铁，故选项说法错误；C、铁是过量的，滤液中一定有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜，故选项说法正确；D、滤液中一定有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜，故选项说法错误；故答案为：C。例6．实验室开放日，化学兴趣小组做了以下3组实验来验证锌、铜、铁的金属活动性顺序，实验室所提供试剂为锌、铁、铜、稀硫酸，硫酸铜溶液，硫酸亚铁溶液。实验编号123实验操作（1）写出化学兴趣小组实验编号3的化学反应方程式Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，同学们讨论后一致认为上述3组实验还不能得出三种金属的活动性顺序，从所提供试剂中选择，需要补充的实验是将锌加入到硫酸亚铁溶液。实验后，同学们按老师要求将废液都倒在指定的大烧杯中，小科猜想该烧杯中的废液可能有硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁…，应该可以从中提炼出铁和铜。经思考后，他设计了如图所示的实验。（2）回收铁和铜的过程中，实验中所加的过量金属粉末是锌，操作③的名称是过滤。【解答】解：（1）由图示可知，在实验编号3中铁与硫酸铜反应生成了铜和硫酸亚铁，反应的化学反应方程式是：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，由上述实验1、2可知，锌的金属活动性大于铜，通过实验3可以得出金属的活动性是铁大于铜，根据上述实验不能比较锌和铁的活动性强弱，所提供试剂中选择，需要补充的实验是将锌加入到硫酸亚铁溶液即可。（2）实验后，同学们按老师要求将废液都倒在指定的大烧杯中，小科猜想该烧杯中的废液可能有硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁…，应该可以从中提炼出铁和铜。用加入过量的金属是锌，操作③是将固液分开，名称是过滤。故答案为：（1）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，将锌加入到硫酸亚铁溶液；（2）锌，过滤。例7．金属与盐溶液发生反应时一般会引起溶液密度变化，科学兴趣小组决定设计实验来验证铜块与硝酸银溶液反应时密度变化情况。如图1甲所示，弹簧测力计下方挂一银块A，烧杯中盛有硝酸银溶液B，杯底放入一铜块C（实验中溶液体积变化忽略不计）。请回答：（1）写出铜和硝酸银溶液反应的化学方程式Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag。（2）该实验设计原理是：当溶液密度发生变化时，银块A受到的浮力发生变化，从而引起弹簧测力计示数的变化。（3）小组同学将反应过程中弹簧测力计的示数变化描绘成图2所示，其中正确的是A（填字母编号）。（4）小科同学认为该实验方案可以简化，在弹簧测力计下方直接挂一铜块C，放入盛有硝酸银溶液B的烧杯中（如图1乙所示），观察弹簧测力计的示数变化就可知道溶液的密度变化。你认为小科的设计是否合理，并说明理由：不合理，铜和硝酸银反应生成的银会附在铜块表面，影响弹簧测力计示数。【解答】解：（1）铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，化学方程式为：Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；（2）科学兴趣小组实验设计的原理是：当溶液密度发生变化时，银块A受到的浮力发生变化，从而引起弹簧测力计示数的变化；（3）如图1所示，C为铜块，B为硝酸银溶液，二者发生反应，其反应的化学方程式为：Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；由化学方程式可得：每64份质量的铜可置换出216份质量的银，而溶液的质量则减小，根据ρ液＝m/v；由于质量变小，体积不变，故ρ液变小；根据F浮＝ρ液gV，由于溶液的密度变小，所以A所受的浮力变小，由于重力变不变，据公式：F＝G﹣F浮，可知弹簧测力计的示数会变大，反应结束后示数不再改变．一开始浮力大于重力，弹簧测力计的示数不为零，故图中正确反映弹簧测力计示数变化的是A；（4）铜和硝酸银反应生成的银会附在铜块表面，影响弹簧测力计示数，则小科的设计不科学。故答案为：（1）Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；（2）银块A受到的浮力；（3）A；（4）不合理，铜和硝酸银反应生成的银会附在铜块表面，影响弹簧测力计示数。例8．为了探究Fe、Cu、Ag、R（R为未知金属）四种金属的金属活动性顺序，进行如下实验：如图甲所示，将四根金属丝同时插入烧杯中的溶液里，只观察到①中铁丝表面出现气泡，②中铁丝表面有紫红色物质；如图乙所示，一段时间后，将烧杯中铁丝替换为R丝进行实验，观察到①中R丝表面出现气泡，②中R丝表面无明显现象。“”“”””为相应金属丝插入烧杯前，烧杯中溶液里存在的阳离子。（1）图乙所示的②中存在的阳离子是（从“”“”“”中选填）。（2）Fe、Cu、Ag、R四种金属的金属活动性顺序由强到弱依次为Fe＞R＞Cu＞Ag。【解答】解：（1）由于铁与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气，铁能与硫酸铜反应生成了硫酸亚铁和铜。若将铁丝替换为R丝进行实验，观察到①中R丝表面出现气泡，说明了R在金属活动性顺序表中位于氢的前边，由于乙中无明显现象，说明了烧杯乙中的溶质是FeSO4，没有硫酸铜，所以②中存在的阳离子是亚铁离子，应是。（2）由①中铁丝表面出现气泡，说明了铁位于氢的前边，铜位于氢的后边；由②中铁丝表面有紫红色物质；说明了铁的活动性大于铜，铜的活动性大于银；一段时间后，将烧杯中铁丝替换为R进行实验，由于甲中出现气泡，说明了R在金属活动性顺序表中位于氢的前边；由于乙中无明显现象，烧杯乙中的溶质是FeSO4，说明R的活泼性小于铁，可得出Fe、Cu、Ag、R的活动性顺序由强到弱为：Fe＞R＞Cu＞Ag。故答案为：（1）；（3）Fe＞R＞Cu＞Ag。【巩固提高】一．选择题（共11小题）1．有人估计，回收一个废弃的铝质易拉罐要比制造一个新易拉罐节约90%～97%的能源。与用矿石冶炼相比，若回收1吨废钢铁可炼好钢0.9吨（提示：1吨氧化铁中含铁0.7吨），并可以减少空气污染、水污染和固体废弃物。根据信息推测错误的是（）A．制造新易拉罐的铝的冶炼可能需要消耗大量的能量 B．金属冶炼会产生污染空气的气体 C．废钢铁中的铁全部已经被氧化 D．回收废弃金属可以减少空气污染和水污染【解答】解：A．制造新易拉罐的铝的冶炼可能需要消耗大量的能量，所以回收废旧金属可以节约能源，选项说法正确；B．金属冶炼会产生污染空气的气体，如一氧化碳等，选项说法正确；C．废钢铁中的铁部分被氧化，选项说法错误；D．回收废弃金属可以减少空气污染和水污染，选项说法正确。故选：C。2．某研究性学习小组利用如图所示的装置进行CO还原Fe2O3的实验，并检验该反应的气体生成物，已知一氧化碳发生装置产生的气体中混有杂质CO2和水蒸气。下列说法正确的是（）A．B装置玻璃管内发生的是置换反应 B．该实验结束后应先停止通CO，再熄灭B处酒精喷灯 C．若去掉C装置，则无法证明CO和Fe2O3发生了反应 D．若无A装置，该实验无法达到检验气体生成物的目的【解答】解：A、B中一氧化碳和氧化铁反应，反应物都是化合物，不是置换反应，错误；B、实验结束后，先熄灭酒精喷灯，等到装置冷却到室温时再停止通一氧化碳，错误；C、B中红色粉末逐渐变为黑色，可以证明一氧化碳和氧化铁发生了反应，错误；D、装置A可以除去原气体中混有的少量的二氧化碳，没有A装置，则无法证明使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体是原来的还是生成的，正确。故选：D。3．如图为了测定金属活动性强弱，向打磨过的金属X和金属Y上滴加不同溶液，金属X上①②处均有明显现象，金属Y仅④处有明显现象。据此可以判断金属X、金属Y、铁、银的活动性从强到弱分别为（）A．X、Fe、Ag、Y B．Y、Fe、X、Ag C．X、Fe、Y、Ag D．Y、Fe、Ag、X【解答】解：由题意可知，在2种打磨后的金属片上滴加不同的溶液，金属X上仅①②处有现象，说明了X金属位于铁、银的前面；金属Y上仅④处有明显现象，说明了Y的活动性比铁弱，比银活泼，由此可得出金属的活动性强弱是：X、Fe、Y、Ag。故选：C。4．向一定质量的硝酸银和硝酸亚铁溶液中加入mg锌粉，充分反应后过滤。将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到滤渣的质量仍为mg，据此分析下列说法错误的是（）A．取反应后的滤液观察，滤液可能呈无色 B．滤渣中的物质最多含有三种，最少含有两种 C．取反应后的滤液插入铜丝，铜丝表面有固体附着 D．向少量硫酸铜溶液中加入足量滤渣，溶液可能变为浅绿色【解答】解：在金属活动性顺序中，Zn＞Fe＞Ag，向一定质量AgNO3和Fe（NO3）2的混合溶液中加入Zn，与两种溶质依次发生反应Zn+2AgNO3＝Zn（NO3）2+2Ag65216所以析出银的过程是固体质量增加的过程；Zn+Fe（NO3）2＝Zn（NO3）2+Fe6556所以析出铁的过程是固体质量减少的过程；而反应前后固体质量都是mg，说明硝酸银被置换完了，硝酸亚铁也发生了置换反应，因此滤渣一定含有银和铁，可能含有锌；滤液一定含有硝酸锌，可能含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银，所以A、滤液可能含有硝酸亚铁，因此滤液可能呈现浅绿色，故正确；B、滤渣一定含有银和铁，可能含有锌，故正确；C、滤液一定含有硝酸锌，可能含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银，取反应后的滤液插入铜丝，硝酸锌、硝酸亚铁都不会与铜反应，铜丝表面没有固体附着，故错误；D、滤渣一定含有银和铁，可能含有锌，向少量硫酸铜溶液中加入足量滤渣，如果铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，硫酸亚铁溶液为浅绿色，故正确。故选：C。5．2021年三星堆考古挖掘获得重大发现，一批青铜器等精美文物相继出土。青铜的主要成分为铜、锡（Sn）合金，若要验证铜、锡的化学活动性强弱，下列试剂不能选用的是（）A．ZnSO4溶液、Cu、Sn B．稀硫酸、Cu、Sn C．CuSO4溶液、Sn D．SnSO4溶液、Cu【解答】解：A、Cu、Sn均不能与ZnSO4溶液反应，说明了活动性锌＞锡，锌＞铜，但无法确定锡和铜的活动性强弱，故选项不能选。B、锡能与稀硫酸反应生成氢气，铜不能，说明了金属活动性锡＞铜，故选项能选。C、锡能与CuSO4溶液反应生成铜，说明了锡的金属活动性比铜强，故选项能选。D、Cu不与SnSO4溶液反应，说明了铜的金属活动性比锡弱，故选项能选。故选：A。6．小陈向装有硫酸铜溶液的烧杯中加入一定量铁粉，测得烧杯中溶液质量随加入铁粉质量的变化关系如图，则以下分析正确的是（）A．点a时的溶液中暂无金属铜生成 B．当加入铁粉质量为m1时，溶液变为无色透明 C．点b时过滤出烧杯中的固体，加入稀盐酸后会产生气泡 D．若纵坐标表示烧杯内物质的总质量，所得图象不变【解答】解：A、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，随着反应进行，溶液的质量减少，当加入铁粉质量为m1时，恰好完全反应，点a时的溶液中有金属铜生成，故错误；B、当加入铁粉质量为m1时，恰好完全反应，溶液由蓝色变为浅绿色，故错误；C、点b时，铁粉过量，过滤出烧杯中的固体为铜和铁，加入稀盐酸后会产生气泡，故正确；D、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，若纵坐标表示烧杯内物质的总质量，则随着铁粉的加入，总质量在增加，故错误；故选：C。7．向一定质量Fe（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn粉，溶液质量与加入Zn粉的质量关系如图所示。下列说法错误的是（）A．d点溶液中溶质为Zn（NO3）2 B．a点溶液中的溶质有3种 C．取c点的固体，滴加稀盐酸，有气泡产生 D．c点溶液中的溶质有2种【解答】解：锌的金属活动性比铜、铁强，向一定质量Fe（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn粉，锌先与Cu（NO3）2反应生成硝酸锌和铜，Cu（NO3）2反应完，锌才能与Fe（NO3）2反应生成硝酸锌和铁。A、d点是恰好完全反应后继续加入锌粉，d点溶液中溶质为Zn（NO3）2，故选项说法正确。B、至b点，锌与硝酸铜恰好完全反应，a点溶液中的溶质有硝酸锌、硝酸亚铁、硝酸铜3种，故选项说法正确。C、c点是锌与硝酸亚铁恰好完全反应，c点的固体中含有铜和铁，取c点的固体，滴加稀盐酸，铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，有气泡产生，故选项说法正确。D、至c点，锌与硝酸亚铁恰好完全反应，c点溶液中的溶质有硝酸锌一种，故选项说法错误。故选：D。8．实验室常用锌和稀硫酸来制取氢气，向盛有稀硫酸溶液的烧杯中加入足量的锌至反应完全。如图的“”“”“”表示溶液中由溶质电离产生的不同离子，则“”表示（）A．Zn2+ B．SO42﹣ C．OH﹣ D．H+【解答】解：锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，反应前溶液是稀硫酸，其中溶质电离产生的离子为氢离子和硫酸根离子，反应完全后溶液是硫酸锌溶液，其中电离产生的离子是锌离子和硫酸根离子，反应前后不变的离子是硫酸根离子，实验“”表示硫酸根离子，故选：B。9．某同学设计了如图所示的装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入的是少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气。塞紧木塞，并调节L端与R端的液面高度一致，一段时间后观察。下列推断错误的是（）A．a管中的铁钉会锈蚀 B．L端的液面低于R端 C．该实验可以证明铁的锈蚀需要空气和水 D．若将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验，常温下a中铜钉会生锈，b中铜钉很难生锈【解答】解：A、a管中的铁钉与水和氧气同时接触，会锈蚀，该选项正确。B、a管中的铁钉与水和氧气同时接触，会锈蚀，过程中消耗氧气，导致气压减小，从而导致L端的液面高于R端，该选项不正确。C、a中浸泡在水中的铁钉不生锈，露出的生锈，证明需要空气，该选项正确。D、若将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验，常温下a中铜钉会生锈（与水、氧气、二氧化碳同时接触），b中铜钉很难生锈（与水隔绝），该选项正确。故选：B。10．某同学为验证镁、铁、铜、银的金属活动性顺序，设计了如图所示的四个实验（金属片均已打磨，且其形状大小相同；实验①②③所用盐酸的溶质质量分数和体积均相同）。下列分析不正确的是（）A．对比实验①②反应的剧烈程度，能判断出镁和铁的金属活动性强弱 B．分析实验②④的现象，能判断出铁、铜、银的金属活动性强弱 C．分析实验④的现象，能判断出铜和银的金属活动性强弱 D．分析四个实验的现象，能判断出镁、铁、铜、银的金属活动性顺序【解答】解：A．镁和铁均属于活泼金属，都能与稀盐酸反应产生氢气，金属的活动性越强，金属与酸反应的越剧烈，产生气泡的速率越快，所以可通过对比实验①②反应的剧烈程度，能判断出镁和铁的金属活动性强弱，选项说法正确；B．②中产生气泡，说明铁在H前面，④中铜片表面覆盖一层银白色物质，且溶液由无色变成蓝色，说明铜能置换出硝酸银中的银，即铜比银活泼，但是两个实验无法比较铁和铜的活动性强弱，选项说法错误；C．④中铜片表面覆盖一层银白色物质，且溶液由无色变成蓝色，说明铜能置换出硝酸银中的银，即铜比银活泼，选项说法正确；D．镁和铁均属于活泼金属，都能与稀盐酸反应产生氢气，金属的活动性越强，金属与酸反应的越剧烈，产生气泡的速率越快，①中镁片表面产生气泡的速率大于②中铁片表面产生气泡的速率，说明镁比铁活泼；而实验③中，铜片表面没有变化，说明铜的活动性小于镁和铁；④中铜片表面覆盖一层银白色物质，且溶液由无色变成蓝色，说明铜能置换出硝酸银中的银，即铜比银活泼。分析四个实验的现象，能判断出镁、铁、铜、银的金属活动性顺序，选项说法正确。故选：B。11．向AgNO3、Cu（NO3）2和Fe（NO3）2的混合溶液中加入一定量的Zn粉，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量，发现滤渣的质量等于加入Zn粉的