金属活动性的探究
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金属活动性的探究. 实验探究二. 宝坻区王卜庄中学 化学组. 一、金属活动性强弱比较 1 . 金属与酸反应. (1) 从是否产生气泡以及放出气泡速率的快慢角度分析: ①与酸反应有气泡产生的金属,其活动性强于无气泡产生的. 金属;. ②放出气泡快的金属活动性强于放出气泡慢的金属。 (2) 从图像分析:. 先出现折点的金属活动性强于后出现折点的金属。. 2 . 金 属与盐溶液反应. 能把另一种金属从其盐溶液中置换出来的金属,其活动性强. 于被置换的金属。. 二、应用.

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实验探究二

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金属活动性的探究

实验探究二

宝坻区王卜庄中学 化学组


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一、金属活动性强弱比较

1.金属与酸反应

(1)从是否产生气泡以及放出气泡速率的快慢角度分析:

①与酸反应有气泡产生的金属,其活动性强于无气泡产生的

金属;

②放出气泡快的金属活动性强于放出气泡慢的金属。

(2)从图像分析:

先出现折点的金属活动性强于后出现折点的金属。


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2.金属与盐溶液反应

能把另一种金属从其盐溶液中置换出来的金属,其活动性强

于被置换的金属。


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二、应用

设计实验证明:Zn、Fe、Cu 三者的活动性强弱。

1.金属放酸中

锌有大量气泡迅速产生,铁有少量气泡产生,铜没有气泡产

生,结论:Zn>Fe>Cu。


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2.金属放盐中

有以下两种方案,均可证明 Zn>Fe>Cu。

(1)取“两边金属中间盐”:Zn、FeCl2溶液、Cu,如图 1。

图 1

图 2

(2)取“中间金属两边盐”:ZnCl2 溶液、Fe、CuCl2溶液,

如图 2。


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[解题指引]关键是对金属与酸、盐反应的性质要分别理解和

掌握,并懂得用酸或盐溶液比较出金属的活动性强弱的技巧和方

法。


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题型 1

选择型的活动性探究

[例 1](2012 年广东揭阳)为了验证Zn、Fe、Cu 三种金属的活

动顺序为 Zn>Fe>Cu 这一结论,下面实验设计合理的是(

A.将 Zn、Cu 两金属片分别放入稀硫酸中

B.将 Fe、Cu 两金属片分别放入稀硫酸中

C.将 Zn、Fe 两金属片分别放入 CuSO4溶液中

D.将 Zn、Cu 两金属片分别放入 FeSO4 溶液中

思维点拨:采用“两边金属中间盐”的方法。

答案:D

)。


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题型 2

综合实验型的活动性探究

[例 2](2012 年广东梅州)现有银、铜、铁三种金属,某研究

小组的同学为探究银、铜、铁的金属活动性顺序,设计了三个实

验:Ⅰ.将铁片浸入稀硫酸中;Ⅱ.将银片浸入稀硫酸中;Ⅲ.将铁

片浸入硫酸铜溶液中。

(1)实验Ⅰ的现象是有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿

色。反应的化学方程式为:______________________________;

反应产生的气体可用________的方法检验。


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(2)上述三个实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序,

请你补充一个实验以达到实验目的: ( 写出实验操作和现

象)____________________________________________ 。根据以

上 探 究, 三 种 金 属的 活 动 性 由强 到 弱 的 顺序 是

______________________。

(3)将银、铜、铁中的两种金属分别放入____________溶液

中,即可验证这三种金属的活动性强弱。


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(4)将铜片加热,铜片表面会变黑。同学们设计了如下实验

证明此黑色物质是氧化铜。


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思维点拨:本题以实验形式来考查金属活动性顺序的比较探

究,金属活动性顺序的比较一般通过以下几种方法:看与氧气反

应难易,越容易越强;看与酸反应速度,越快越强;用金属与金

属化合物溶液的置换反应,强的能置换弱的。

答案:(1)Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑

点燃

(2)将铜片浸入硝酸银溶液中,过一会取出,铜片表面有银

白色物质析出(合理即可)

Fe>Cu>Ag

(3)CuCl2[或 CuSO4、Cu(NO3)2等]

(4)①稀硫酸(或稀盐酸)

②蓝


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1.(2012 年广东肇庆)把 X、Y、Z三种金属片分别加入稀硫

酸中,X、Y 表面有气泡产生,Z 无变化;把 X 加入 Y 的硫酸盐

溶液中,X 表面析出 Y。则三种金属活动顺序为(

A.Y>X>Z

B.X>Y>Z

C.Z>Y>X

D.X>Z>Y

)。

B


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2.(2011 年广东广州)为了探究影响锌与盐酸反应剧烈程度

A

的因素,某学习小组设计了下列实验,下列说法正确的是(

)。


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A.对比实验①和②,可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影

B.对比实验②和③,可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的

影响

C.对比实验②和③,可研究温度对反应剧烈程度的影响

D.对比实验①和②,可研究温度对反应剧烈程度的影响


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3.(2012 年江苏南京)只用下列选项所给出的试剂进行实验,

能得到 Zn、Cu、Ag 三种金属正确的活动性顺序的是(

A.Zn(NO3)2溶液、Cu(NO3)2溶液、Ag

B.Zn(NO3)2溶液、AgNO3溶液、Cu

C.稀硫酸、Zn、Cu、Ag

D.Zn(NO3)2 溶液、Cu、Ag

解析:取“中间金属两边盐溶液”。

答案:B

)。


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4.(2011 年广东肇庆)将a、b、c三种金属分别投入稀盐酸

中,只有 b 溶解并产生气泡;把 a 和 c 分别放入硫酸铜溶液中,

在 a 表面有铜析出,c 没有变化。则 a、b、c 的金属活动性顺序

是(

)。

A.c>b>a

C.a>c>b

B.b>a>c

D.b>c>a

解析:将 a、b、c 三种金属分别投入稀盐酸中,只有 b 溶解

并产生气泡,说明 b 活动性最强;把 a 和 c 分别放入硫酸铜溶液

中,在 a 表面有铜析出,c 没有变化,说明活动性:a>Cu,c<

Cu,推出 b>a>c,故选 B。

答案:B


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5.学习金属的知识后,我们知道 Zn、Fe、Cu 三种金属的

活动性顺序为 Zn>Fe>Cu。为验证这一结论,下面实验设计合理

D

的是(

)。

A.将 Zn、Cu 两金属片分别放入稀盐酸中

B.将 Fe、Cu 两金属片分别放入稀盐酸中

C.将 Zn、Fe 两金属片分别放入 CuCl2溶液中

D.将 Zn、Cu 两金属片分别放入 FeCl2溶液中


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6.下列实验方案能证明铁、铜、银三种金属活动性顺序的

D

是(

)。

A.将铁丝、铜丝分别放入硝酸银溶液中,根据现象,判断

结果

B.将铁丝分别放入硫酸铜、硝酸银溶液中,根据现象,判

断结果

C.将铁、铜、银三种金属丝分别放入稀硫酸中,根据现象,

判断结果

D.先将铁、铜、银三种金属丝分别放入稀硫酸中,再将铜

丝放入硝酸银溶液中,根据现象,判断结果


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7.某学生为了验证锌、银、铜三种金属的活动性顺序,设

计了五个实验:①将 Zn、Cu 分别放入稀盐酸中; ②将 Ag 放入

Cu(NO3)2溶液中;③将 Cu 放入 AgNO3溶液中;④将 Cu 放入

ZnSO4溶液中;⑤将Zn放入AgNO3溶液中。下列实验组合不能

验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是(

)。

A.①②

C.②④

B.①③

D.①⑤

解析:操作①⑤只能验证锌比铜和银都活泼,但没有比较铜

和银的活泼性强弱。

答案:D


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8.根据金属活动性顺序表的有关知识,回答下列问题。

(1)将 Mg、Zn、Cu 三种金属分别置于稀盐酸中反应,根据

金属与稀盐酸反应的__________,可以判断三者金属活动性强弱

速率

的顺序。

(2)用 Zn 分别与 MgCl2、CuCl2 溶液反应,也能判断金属活

动性顺序,其反应的化学方程式为:________________________

,三种金属活动性由强到弱的顺序为______________。若将

一定质量的 Zn 放入 CuCl2 和 MgCl2 的混合溶液中,充分反应后

Zn+CuCl2===Cu+ZnCl2

Mg>Zn>Cu

过滤,所得固体中一定含有的物质是___。

Cu


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9.探究活动:在室温条件下进行如下图所示的实验。已知:

试管内的镁条和铁片表面均被打磨干净,且形状、大小均相同;

同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。


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(1)该实验的目的:

①______________________________________;

②_________________________________________________。

两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是________________

__________________________。

(2)若实验所用的金属均过量,则甲装置中产生 H2的质量与

乙装置中产生 H2 的质量的关系是甲________(填“多”、“少”

比较镁、铁与稀盐酸反应的剧烈程度

比较相同时间内镁、铁与稀盐酸反应放出热量的多少

甲装置长颈漏

斗中的液面比乙装置中的高

相等

或“相等”)。


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10.(2012 年上海)教材学生实验:探究铁、铜、银三种金属

活动性强弱。以下是小强同学的实验方案,我们一起对实验进行

分析、完善和归纳。

【实验药品】铁片、铜片、银片、20%稀硫酸、CuSO4溶液、

AgNO3溶液、FeSO4溶液。

【提出假设】三种金属的活动性强弱为 Fe>Cu>Ag。


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【实验方案】取体积相等的金属片,用砂纸打磨光亮,分别

进行下列实验操作。


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【观察分析】

①上述实验中能观察到金属表面有气泡产生是________(填

A

字母)。

②我国古代“湿法炼铜”就是利用了实验试管 D 中的反应

原理,请写出该反应的化学方程式:________________________,

该反应属于________反应(填基本反应类型)。

Fe+CuSO4===FeSO4+Cu

置换


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【方案完善】通过上述实验还不能证明铁、铜、银三种金属

的活动性强弱,请你在此基础上补充一个实验帮助小强达到实验

目的。

将铜片放入盛有AgNO3溶液

的试管中

Cu的活动性

大于 Ag

铜的表面覆盖一层银

白色物质


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【讨论归纳】根据上述实验探究过程,请你归纳探究金属活

动性强弱的方法一般有

通过金属与酸反应,判断金属活动性强弱

a._______________________________________;

通过金属与盐溶液反应,判断金属活动性强弱(合理即

b.___________________________________________________

________

可)。


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11.为研究锌和铝的金属活动性,某研究小组进行了如下探

究。

(1)小明设计的实验方案:向表面积相同的铝片和锌粒中分

别加入盐酸。写出锌与盐酸反应的化学方程式:

________________________________________。

(2)小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中,发现前者

比后者反应快,原因是___________________________________

_____________________。

(3)小芳在(2)实验中,还观察到有“灰黑色沉淀”这一异常

现象出现。

Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑

未去膜的铝片表面有氧化铝(氧化膜),

氧化铝先与盐酸反应


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【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什

么?

【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色;AlCl3为无色晶体

或白色而微带浅黄色的固体,易溶于水和乙醇。

【提出假设】假设 a :该灰黑色沉淀可能含有

铝和氯化铝

____________________;

假设 b:该灰黑色沉淀可能含有 AlCl3;

假设 c:该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质。


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【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如下实验。

【得出结论】由实验①可判断假设 c______________(填“成

立”或“不成立”),再结合②和③可得出该灰黑色沉淀的成分

不成立

是______________。

铝和氯化铝


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(4)你认为(1)中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强

弱?______(填“能”或“不能”),分别从设计方法和操作可

行性的角度,具体说明理由:_____________________________

______________________________________________________

______________________________________________________

不能

小明的实验方案中未控制金属

的纯度、质量、形状,盐酸的浓度等相关变量相同;操作中难以

做到铝片和锌粒的表面积相同 。


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12.(2012 年安徽芜湖)小彬同学家新买了水龙头,他从说明

书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。想起在学习金属性质时用到

的金属活动性顺序中没有铬,为了了解铬与常见金属铝、铜在金

属活动性顺序中的相对位置关系,小彬进行了如下探究的活动。

【查阅资料】铬(Cr)是银白色、有光泽的金属,在空气中表

面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成蓝色

的硫酸亚铬(CrSO4)溶液……

铝是银白色、有光泽的金属,能与稀硫酸反应,生成无色的

硫酸铝溶液……


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【预测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:

①Cr、Al、Cu;②Al、Cr、Cu;③Al、Cu、Cr。

【实验过程】取大小相同的三种金属薄片,用砂纸打磨光亮。


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无明显现象

铝能与稀硫酸发生

反应,反应速率较快


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【回答问题】(1)用砂纸打磨金属片的目的

_____________________________。

除去金属表面的氧化物

(2)实验一发生反应的化学方程式是:

______________________________________。

Cr+H2SO4===CrSO4+H2↑

(3)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得

出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,小燕认为不可

行,理由是____________________________________________。

无法比较铬和铝的金属活动性强弱(合理即可)


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(4)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金

属在金属活动性顺序中的相对位置关系,这三种药品可以是

______________________________。

【归纳】比较金属活动性强弱的方法有

Al、CrSO4溶液、Cu(合理即可)

通过金属与酸反应,判断金属活动性强弱

①______________________________________;

通过金属与盐溶液反应,判断金属活动性强弱(合理即可)

②___________________________________________________


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13.某班同学做验证铁、铜、银的金属活动性顺序的实验,

用到的药品有铁丝、铜丝、银丝、稀硫酸和硫酸铜溶液。实验结

束后,化学兴趣小组的同学欲对该实验的废液进行探究,请你一

起参与。

【提出问题】废液中含有什么物质?

【交流表达】

(1)小明通过观察,认为废液中一定含有硫酸铜。他观察到

溶液显蓝色

的现象是__________。

(2)小红通过分析,认为废液中一定含有硫酸亚铁,她的依

据是__________________________________________________。

铁丝与稀硫酸(或硫酸铜溶液)反应生成硫酸亚铁


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【作出猜想】小华认为废液中还可能含有硫酸。

【实验验证】

(1)小华测得废液的 pH 小于 7,证明废液中含有硫酸。用 pH

试纸测定溶液 pH 的方法:_________________________________

___________________________________。

将待测液滴到试纸上,把试纸呈现

的颜色与标准比色卡比较,确定 pH

(2)小明取少量废液,向其中滴加氢氧化钠溶液,也得到了

相同的结论。小明的实验现象是___________________________

____________________。

滴加一定量氢氧化钠溶液后

才有沉淀生成

通过分析与实验,同学们得出废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜

和硫酸。


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【拓展应用】

(1)若将废液中的溶质全部转化为硫酸亚铁,应向废液中加

入过量的______。写出该反应过程中的一个化学方程式:

铁片

Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑

___________________________。

铁和铜

(2)反应完全后,过滤,滤渣中物质为____________,滤液

中溶质为硫酸亚铁。


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