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金属活动性顺序的探究、判断与应用
一、选择题
1．明代科学家宋应星所著的《天工开物》中，详细记述了金、铜、铁、镁等金属的开采和冶炼方法。记述的金属中活动性最弱的是( )
A．金 B．铜
C．铁 D．镁
2．金属活动性顺序表在化学学习中有重要作用。下列说法正确的是( )
A．Zn不能置换出稀硫酸中的氢
B．Ag能将硝酸铜溶液中的铜置换出来
C．在Al、Mg、Fe中金属活动性最强的是Al
D．“真金不怕火炼”说明金在高温时也不与氧气反应
3．为比较X、Y、Z三种金属的活动性强弱，进行了如图ZT－1－1所示实验。实验结论正确的是( )
图ZT－1－1
A．X＞Y＞Z B．Z＞Y＞X
C．Y＞X、Y＞Z D．X＞Y、Z＞Y
4．判断Zn、Fe、Ag的金属活动性强弱有很多种方法，下列能作为判断依据的是( )
A．根据金属导电性强弱判断
B．根据金属导热性快慢判断
C．根据锌能把铁从硫酸亚铁溶液中置换出来，铁能把银从硝酸银溶液中置换出来判断
D．根据金属的密度大小判断
5．X、Y、Z为三种金属，已知①X＋H2SO4===XSO4＋H2↑，②Y＋2ZNO3===Y(NO3)2＋2Z，③Y与稀硫酸不反应。则下列符合要求的X、Y、Z分别是( )
A．Fe、Cu、Ag B．Cu、Hg、Ag
C．Mg、Zn、Fe D．Fe、Ag、Cu
6．2019·葫芦岛向含有硫酸铜的废液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，有关判断正确的是( )
A．滤渣中一定有铁，可能有铜
B．滤渣中一定有铁，没有铜
C．滤液中一定有硫酸亚铁、硫酸铜
D．滤液中一定有硫酸亚铁，没有硫酸铜
7．某同学为探究镁、锌、铜、银的活动性顺序，设计如图ZT－1－2所示实验流程，依据流程设计，下面对物质①②的选择合理的是( )
图ZT－1－2
A．①稀硫酸；②硫酸铜溶液
B．①稀盐酸；②硫酸锌溶液
C．①稀盐酸；②硫酸亚铁溶液
D．①稀硫酸；②氯化镁溶液
8．2019·泰安现有等质量的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图ZT－1－3 所示(已知甲、乙、丙在生成物中的化合价均为＋2)。则下列说法中不正确的是( )
图ZT－1－3
A．生成氢气的质量：甲>乙>丙
B．相对原子质量：乙>丙>甲
C．金属活动性：乙>甲>丙
D．消耗硫酸的质量：甲>乙>丙
二、填空题
9．为探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了A、B两个方案。
方案A
方案B
(1)能验证三种金属活动性顺序的是方案________(填“A”或“B”)。
(2)方案B中，证明铁的活动性比铜强的现象是__________________________________________。
10．2019·毕节金属和金属材料在日常生活中有广泛的用途，请回答下列问题。
(1)地壳中含量最高的金属元素是____________(填元素符号)。
(2)现有甲、乙、丙三种金属，如果把甲和乙分别放入稀硫酸中，甲溶解并产生氢气，乙不反应。如果把乙和丙分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在乙表面有银析出，而丙没有变化。根据以上实验事实，判断甲、乙、丙的金属活动性由强到弱的顺序是____________。
(3)铜丝浸入硝酸银溶液中可发生反应：Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，该反应属于四种基本反应类型中的____________反应。
11．金属在日常生活中有着广泛的用途。常见金属的活动性顺序如下：
请回答下面问题。
(1)金属活动性顺序表中的X是________元素。
(2)把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过了一会儿，观察到的现象有________________________________，该反应的化学方程式为________________________________________。
(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的锌粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图ZT－1－4所示，图中B点溶液中含有的溶质有____________________。
图ZT－1－4
三、实验探究题
12．2019·聊城某化学兴趣小组的同学，为了比较金属R与铁、铜的金属活动性强弱，进行了如下探究活动：
[查阅资料] 铁的活动性比铜强。
[进行猜想] 对三种金属的活动性顺序作出如下猜想：
猜想一：R>Fe>Cu；猜想二：______________；
猜想三：Fe>Cu>R。
[收集证据] 为了验证哪一种猜想成立，甲、乙、丙三名同学分别展开实验探究。
主要操作
主要现象
实验
结论
甲
将打磨好的R丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中
________________
________________
乙
将粗细相同打磨好的R丝、铁丝，分别插入体积和溶质质量分数都相同的稀盐酸中
R丝表面产生气泡速率比铁丝表面产生气泡速率______(填“快”或“慢”)
丙
将粗细相同打磨好的R丝、铁丝，分别在空气中点燃
R丝在空气中剧烈燃烧，铁丝在空气中____________
猜想
一正
确
写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式：____________________。
[交流反思] 三名同学交流讨论后认为，比较金属活动性强弱的方法有多种。
[归纳总结] 他们总结得出比较金属活动性强弱的常见方法有：
(1)金属与氧气反应的难易和剧烈程度；
(2)金属与酸溶液能否反应和反应的剧烈程度；
(3)金属与________________________________________________________________________是否反应。
四、计算题
13．钢是铁的合金，为测定某钢样中铁的质量分数，取11.4 g钢样，向其中加入稀硫酸，产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图ZT－1－5所示(不考虑钢样中其他成分与稀硫酸的反应)。
(1)钢________(填“是”或“不是”)金属材料。
(2)计算此钢样中铁的质量分数。(保留到小数点后1位)
图ZT－1－5
教师详解详析
1．A
2. D [解析] 在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，位于前面的金属能将位于后面的金属从其化合物溶液中置换出来。
3．A
4．C [解析] 判断金属活动性强弱有很多种方法，常用的是根据金属能否与酸反应及反应的剧烈程度、能否与金属化合物溶液反应来判断金属的活动性强弱。
5．A [解析] X、Y、Z为三种金属，已知①X＋H2SO4===XSO4＋H2↑，说明了X在金属活动性顺序中位于氢前；②Y＋2ZNO3===Y(NO3)2＋2Z，说明了Y的活动性比Z的强；③Y与稀硫酸不反应，说明了Y的金属活动性比氢的弱。综上分析，Fe、Cu、Ag符合上述条件。
6．D [解析] 在金属活动性顺序表中，铁排在铜的前面，铜排在氢的后面。向含有硫酸铜的废液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明固体中含有铁，则铜被完全置换出来，所以滤渣中一定含有铁和铜，滤液中一定只含硫酸亚铁，不含硫酸铜。
7．A [解析] 镁、锌能与稀硫酸反应，镁反应更剧烈，说明了镁的活动性强于锌，铜、银不能与稀硫酸反应，说明了铜、银的活动性弱于镁、锌；再将银加入硫酸铜溶液中，银不能将铜置换出来，说明了铜的活动性强于银；能比较出镁、锌、铜、银的活动性顺序。
8．B [解析] 由题可知，三种金属质量相等、生成物中三种金属元素的化合价均为＋2，根据化学方程式计算可得，生成氢气质量与金属的相对原子质量成反比，由此可得三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是丙>乙>甲。
9．(1)A (2)③中产生气泡，②中无现象
10．(1)Al (2)甲>乙>丙 (3)置换
11．(1)汞(或Hg)
(2)铝丝表面附着一层紫红色固体，溶液蓝色逐渐变浅
2Al＋3CuSO4===3Cu＋Al2(SO4)3
(3)Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
[解析] (3)在金属活动性顺序中，Zn＞Cu＞Ag，向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入锌粉，与两种溶质依次发生反应：
Zn＋2AgNO3===Zn(NO3)2＋2Ag
65 216
所以析出银的过程是溶液质量减少的过程；
Zn＋Cu(NO3)2===Zn(NO3)2＋Cu
65 64
所以析出铜的过程是溶液质量增加的过程。
B点时锌粉与AgNO3恰好完全反应，没有与Cu(NO3)2反应，此时溶液中含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2。
12．[进行猜想] Fe>R>Cu
[收集证据] R丝表面有紫红色物质析出 快 不能燃烧 3Fe＋2O2Fe3O4
[归纳总结] (3)金属化合物溶液
13．(1)是
(2)解：由图示可知反应中生成氢气0.4 g，设钢样中含铁的质量为x。
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
56 2
x 0.4 g
＝ x＝11.2 g
钢样中铁的质量分数为：
×100%＝98.2%。
答：此钢样中铁的质量分数为98.2%。
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