中考化学专题《金属活动性顺序》知识要点+典型例题.pdf
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1、1【精品】中考化学解题宝典专题专题 2525 金属活动性顺序金属活动性顺序知识要点知识要点金属活动性顺序金属活动性顺序金属活动性顺序如下K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性逐渐减弱;在金属活动性顺序表中,排在氢前边的金属元素称为活泼金属;排在氢后边的称为不活泼金属;只有活泼金属才能将盐酸或稀硫酸中的氢离子置换出来;在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液(盐溶液)里置换出来.典型例题典型例题【例例 1 1】欲判断三种金属 X、Y、Z 的活动性顺序,没有必要验证的结论是.Y 能置换含 X 的化合物中的 X.
2、X 能置换出酸中的氢.Y 能置换酸中的氢.Z 不能置换酸中的氢解析解析:A 选项中 Y 能置换出 X,表明 Y 的活动性大于 X,X 能置换出酸中的氢,Y 一定也能置换出酸中的氢,所以C 选项的实验是不必要的;答案答案:C点拨点拨:根据金属能否置换出酸中的氢可判断出金属是活泼金属或不活泼金属,在盐溶液中能置换出活泼金属的金属一定是活泼金属;【例例 2】2】有 A、B、C三种固体金属,如果把 B 和 C 放入稀盐酸中,B 溶解并产生氢气,溶液由无色逐渐变为浅绿色,C 不反应;如果把 A 和 C 放入硝酸银溶液中,过一会儿,在 C 表面有银析出,而 A 没有变化.根据以上实验事实,回答下列问题:(
3、1)AB 和 C 的金属活动性顺序为:_(2 分);(2)举出符合上述金属活动性顺序的三种常见金属:_;(3)上述实验事实可以给你的启示:_;_.解析解析:(1)金属 B 与酸反应能置换出氢气,而 C 不能,所以 B 的活动性大于 C;C 能置换出银,而 A 不能,所以 C的活动性大于 A;所以金属活动性顺序为 BCA;(2)B 是活泼金属,C 是不活泼金属,根据常见金属的性质,B 可能为锌,C 可能为 Cu,A 可能为 Au;(3)根据实验现象可知,活泼金属能置换出酸中的氢,活泼性强的金属能置换出活泼性弱的金属;答案答案:2(1)BCA;(2)Fe Cu Ag 或 Fe Cu Pt 或 Fe
4、CuAu(3)位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢;位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来.点拨点拨:不同金属的活泼性可用一种金属与另一种金属的对应盐的反应进行鉴定.【例例 3 3】某化学兴趣小组的同学在探究Mg、Cu、Fe 三种金属的有关性质时进行了如下实验:来图 4-10(1)实验一:发生反应的化学方程式_,该实验可得出三种金属的活动性由强到弱的顺序为_ _.(2)实验二:将实验一后、试管内的物质倒入烧杯中,发现烧杯内的红色固体明显增多,一段时间后过滤.滤渣中一定含有的物质是_,可能有的物质是_,为了进一步确定可能有的物质是否存在,同学们设计了如下方案:实验步骤
5、实验现象结论取少量滤渣于试管中,向其中滴加_没有气泡产生_滤液中含有的金属离子可能是_ _.Mg2+Mg2+、Fe2+Mg2+、Fe3+Cu2+、Fe2+Mg2+、Fe2+、Cu2+解析解析:(1)单质铁不与硫酸镁反应,说明镁的金属活动性大于铁,单质铁与硫酸铜反应生成单质铜和硫酸亚铁,说明铁的金属活动性大于铜,所以镁比铁活泼,铁比铜活泼;化学方程式为 Fe 与 CuSO4 反应生成 Cu 和 FeSO4;(2)试管混合后,所含物质有单质铁,单质铜,硫酸镁和硫酸亚铁;由于烧杯内的红色固体明显增多,说明实验一后硫酸铜过量,混合后铁继续与剩余的硫酸铜反应;所以滤渣中一定含有的物质是单质铜,可能含有的
6、物质是铁;铁是活泼金属,铜是不活泼金属,二者可用盐酸检验,能生成气体的是单质铁;根据实验现象,没有气泡产生,所以滤渣中不含单质铁;硫酸铜溶液可能过量,所以滤液中含有的金属离子一定有 Fe2+和Mg2+,可能有 Cu2+,选答案答案:(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Mg、Fe、Cu(2)Cu Fe 稀盐酸 滤渣中没有铁 3 点拨点拨:分析滤液或滤渣中的物质组成时,必须考虑各反应物的过量可能性;【例例 4 4】把锌片分别插入一定浓度的足量 FeSO4、CuCl2、AgNO3 三种溶液中,假定单位时间内消耗 Zn 的质量相等,而剩余的 Zn 片与附着金属的总质量如图所示:则 A 表示插入_
7、溶液,B 表示插入_溶液,C 表示插入_溶液.图 4-11解析解析:主要根据方程式分析 Zn 分别与 FeSO4、CuCl2、AgNO3 三种溶液反应过程中锌片质量变化情况Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe,65 56 锌片与附着金属的总质量减少Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu,65 64 锌片与附着金属的总质量减少 Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag65 216 锌片与附着金属的总质量增加由于两个减小的过程中幅度是不同的,所以 A 表示插入 AgNO3 溶液,而 B、C 分别表示插入 CuCl2、FeSO4溶液.答案答案:AgNO3,CuCl2 FeSO4.点拨点拨:相对原子质量
8、大的金属置换相对原子质量小的金属时,溶液中的溶质质量会增加,反之会减少;【例例 5】5】向 AgNO3溶液中加人一定质量的 Al 和 Fe 的混合粉末,充分反应后过滤,得到滤渣和浅绿色滤液.关于该滤渣和滤液有下列四种说法:向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生.向滤液中加入稀盐酸,一定有沉淀产生.4 滤渣中一定含有 Ag.滤液中一定含有 Fe(NO3)2,一定不含 AgNO3,可能含有 Al(NO3)3.以上说法正确的个数为 A.0 个 B.l 个 C.2 个 D.3 个解析解析:依题意,Fe2+在溶液中呈浅绿色,溶液中生成浅绿色滤液说明 Fe 发生置换反应生成 Fe2+,溶液中一定有硝酸亚铁,滤
9、渣中一定有 Ag;由于 Al 的活动性大于 Fe,优先与硝酸银反应,滤液中一定有硝酸铝和硝酸亚铁,从而推得金属 Al 一定全部反应完毕,同时证明说法不正确;Fe 和硝酸银都可能剩余或正好完全反应,所以滤渣一定有 Ag,可能有 Fe,说法不一定成立;也由于滤液中一定有硝酸铝和硝酸亚铁,可能有硝酸银,只有硝酸银能与盐酸反应生成白色沉淀,所以说法不正确;综合起来,只有说法正确;答案答案:B点拨点拨:最活泼的金属优先发生置换反应,只有它反应完毕,其它金属才能发生置换反应;【例例 6 6】做完“铁在氧气里燃烧”实验后,小冬同学有两个疑惑不解的问题,于是她进行了以下探究活动,请你一同参与.问题 1铁燃烧时
10、溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢?查阅资料 1(1)自然界中铁的氧化物主要是 Fe3O4和 Fe2O3两种(FeO 极易被氧化为 Fe2O3);(2)铁的氧化物均能溶于酸的溶液.实验探究将冷却后的黑色物质碾碎,装入试管,加入_溶液,观察到的现象是_ _,说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁.问题 2铁燃烧的产物为什么不是 Fe2O3呢?查阅资料 2(1)Fe3O4和 Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表:Fe3O4Fe2O3铁分解温度/15381400熔点/1535(2)Fe2O3高温时分解成 Fe3O4.理论探讨根据实验现象,并结合表中数据,可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_之间,在此
11、温度范围内Fe2O3已分解,所以铁在氧气里燃烧的产生是 Fe3O4.拓展延伸5(1)实验中为了防止集气瓶炸裂,必须_ _;(2)Fe2O3高温时会分解成 Fe3O4和一种气体,请写出此反应的化学方程式_;(3)有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的 FeO 粉末,若粉末的颜色_,就说明包装盒破损进气,这样售货员就能及时发现并处理.解析解析:【实验探究】单质铁与酸溶液反应生成氢气,而铁的氧化物与酸溶液反应没有气体生成,可用于检验铁的存在;单质铁可与盐溶液置换出不活泼金属,而铁的氧化物不能,也可检验铁的存在;【理论探讨】根据表中数据,氧化铁的分解温度比四氧化三铁的分解温度低,所以容易分解;同
12、时应达到铁的熔点反应才能进行,所以铁在氧气里燃烧时产生的高温介于 1535l538之间,刚好生成四氧化三铁;【拓展延伸】(1)为缓冲固体生成物对瓶底的冲击,应在集气瓶底部铺一层细沙或少量水;(2)根据元素组成,氧化铁只含氧元素和铁元素,因此氧化铁高温分解只能生成 O2 气体,可写出方程式并配平;(3)氧化亚铁容易与氧气反应生成氧化铁,氧化铁固体呈红褐色,所以当黑色粉末变成红棕色粉末时,说明包装进气;答案答案:【实验探究】稀盐酸、硫酸铜等;冒气泡、出现红色固体等【理论探讨】l535l538【拓展延伸】(1)在集气瓶底部放少量的水(或在集气瓶底部铺一层细沙)(2)6Fe203 高温 4Fe304+
13、02(3)由黑色变成红棕色点拨点拨:分析图表中的数据是解题的关键,易知氧化铁在高温下先分解;【例例 7】7】某校化学实验室废油桶中收集了溶有大量 FeSO4、CuSO4的废液,此外还有一些不溶性杂质若废液直接排放到下水道不仅造成重金属污染,而且造成浪费该校化学兴趣小组同学设计了如下图处理方案,请回答有关问题图 4-12(1)废液在加入金属 X 前需进行过滤,目的是将其中的 除去进行过滤操作所需的玻璃仪器有:6(2)金属 X 是 ,其加入废液后发生反应的化学方程式为 ;溶液 Y 是 ,利用其除去铜中杂质,有关反应的化学方程式为 .解析解析:(1)过滤是将不溶性固体从溶液中分离出来的操作,目的是除
14、去不溶性杂质;组成过滤器需要的仪器有:铁架台、漏斗、滤纸、烧杯和玻璃棒,其中玻璃仪器为:漏斗、烧杯、玻璃棒(2)从图框中可以知道,向废液中加入过量的金属 X 得到了不纯的铜,根据题干要求及废水中的成分并结合最后得到物质为硫酸亚铁晶体,可以判断金属 X 为铁;铜排在氢后面,不与酸反应,而铁排在氢前面,与酸反应,因此为除去混在铜粉里的铁粉并且得到 FeSO4溶液,把金属混合物放入足量的稀硫酸并过滤即可,故溶液Y 为稀硫酸答案答案:(1)不溶性杂质;漏斗、烧杯、玻璃棒;(2)铁(或 Fe);CuSO4+FeFeSO4+Cu;(3)稀硫酸(或稀 H2SO4);H2SO4+FeFeSO4+H2点拨点拨:
15、除去不溶性杂质的常用方法是过滤,用过量的反应物完全除去杂质后,过量部分必须被除去;【例例 8 8】某化学小组利用下图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数(图中固定装置 已略去)图 4-13探究过程如下:1连接实验装置并检查装置气密性向 B 中加入质量为 m 的铜锌合金粉末,由注射器 A 向 B 缓缓加入稀硫酸,待 B 中不再有气体产生气体时,夹紧弹簧夹,立即移出 D 中导管,准确读取并记录量筒内水的体积.经过滤等操作,准确称量并记录 B 中剩余固体物质的质量.IV该小组的甲同学根据反应前后 B 中固体物质的质量变化计算样品中锌的质量分数;乙同学认定量筒内测得水的体积即为反应生成气体的体积,并
16、利用该气体在常温下的密度,根据化学方程式进行相关计算,得到样品中锌的质量分数.请回答下列问题:(1)B 中发生反应的化学方程式是 .7(2)中,正确的操作顺序是:过滤、称量.(3)通过误差分析,化学小组发现乙同学所用数据不可靠.造成该数据不可靠的原因及其对计算结果的影响是:II 中,移出 D 中的导管内留存有水,导致计算结果偏小.,导致计算结果偏 .解析解析:(1)铜不与稀硫酸反应,只有锌与稀硫酸反应.所以 B 中发生反应的化学方程式是锌与稀硫酸的反应生成氢气和硫酸锌;(2)中的操作是过滤出固体物质,过滤不溶性固体物质的完整操作顺序是过滤、洗涤和干燥;(3)影响计算结果的因素包括:导管内水的残
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