以金属活动性顺序为载体的综合应用

1、微型专题突破 以金属活动性顺序为载体的综合应用 【考情播报考情播报】 以原电池、电解池为载体，考查金属活动性顺序表的应用是近几年高以原电池、电解池为载体，考查金属活动性顺序表的应用是近几年高 考命题的特点，以选择、综合分析题等考查与电化学有关的判断等。考命题的特点，以选择、综合分析题等考查与电化学有关的判断等。 常见的命题角度有：常见的命题角度有： (1)(1)判断金属原子、金属阳离子活泼性的强弱。判断金属原子、金属阳离子活泼性的强弱。 (2)(2)判断电解时阳离子的放电顺序。判断电解时阳离子的放电顺序。 (3)(3)判断原电池的电极和电极反应式的书写。判断原电池的电极和电极反应式的书写。 【

2、答题必备答题必备】 金属活动性顺序表常用的金属活动性顺序表常用的6 6个方面：个方面： 判断金属与判断金属与 酸反应情况酸反应情况 (1)(1)在氢以前的金属在氢以前的金属(K(KPb)Pb)能置换出非氧化性酸中能置换出非氧化性酸中 的氢生成氢气，且从左到右由易到难。的氢生成氢气，且从左到右由易到难。 (2)(2)氢以前的金属与氧化性酸氢以前的金属与氧化性酸( (如浓硫酸、如浓硫酸、HNOHNO3 3) )反反 应，但无氢气生成，反应的难易及产物与金属活动应，但无氢气生成，反应的难易及产物与金属活动 性、酸的浓度、温度等因素有关。性、酸的浓度、温度等因素有关。 (3)(3)氢以后的金属氢以后的

3、金属(Cu(CuAg)Ag)与非氧化性酸不反应，与非氧化性酸不反应， 但与氧化性酸反应。但与氧化性酸反应。 (4)(4)氢以后的氢以后的PtPtAuAu与氧化性酸也不反应与氧化性酸也不反应 判断金属与判断金属与 水反应情况水反应情况 (1)K(1)KNaNa，遇冷水剧烈反应，且易发生爆炸。，遇冷水剧烈反应，且易发生爆炸。 (2)Mg(2)Mg、AlAl在冷水中反应很慢，在沸水中可反应。在冷水中反应很慢，在沸水中可反应。 (3)Zn(3)ZnPbPb在冷水中不反应，但在冷水中不反应，但FeFe在高温条件下可在高温条件下可 与水蒸气反应：与水蒸气反应：3Fe+4H3Fe+4H2 2O(g)O(g)

4、 FeFe3 3O O4 4+4H+4H2 2 高温高温 = 判断金属单判断金属单 质的冶炼方质的冶炼方 法法 (1)K(1)KAlAl用电解法，如用电解法，如2Al2Al2 2O O3 3( (熔融熔融) 4Al+) 4Al+ 3O3O2 2。 (2)Zn(2)ZnCuCu用热还原法，常见的还原剂为用热还原法，常见的还原剂为C C、COCO、 H H2 2或或AlAl等。如等。如3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2。 (3)Hg(3)HgAgAg用热分解法，如用热分解法，如2HgO 2Hg+O2HgO 2Hg+O2 2。 (4)Pt(4)PtAuA

5、u存在单质，用物理方法即可获得，如用存在单质，用物理方法即可获得，如用 浮洗法进行沙里淘金浮洗法进行沙里淘金 电解电解 = 高温高温 = = 判断微粒性判断微粒性 质强弱质强弱 (1)K(1)KAuAu金属原子还原性逐渐减弱。金属原子还原性逐渐减弱。 (2)K(2)K+ +AgAg+ +金属离子氧化性逐渐增强金属离子氧化性逐渐增强 判断原电池判断原电池 的电极和电的电极和电 极反应式极反应式 相对活泼的金属为原电池的负极，失去电子发生氧相对活泼的金属为原电池的负极，失去电子发生氧 化反应，被腐蚀。如化反应，被腐蚀。如Cu-ZnCu-Zn原电池原电池( (稀硫酸作电解质稀硫酸作电解质 溶液溶液)

6、 )电极反应式为电极反应式为 ZnZn为负极：为负极：Zn2eZn2e =Zn =Zn2+ 2+ CuCu为正极：为正极：2H2H+ +2e+2e = =H H2 2 判断电解时判断电解时 阳离子放电阳离子放电 顺序顺序 阳离子放电顺序与金属活动性顺序表相反，即由强阳离子放电顺序与金属活动性顺序表相反，即由强 到弱的顺序为到弱的顺序为 AgAg+ +FeFe3+ 3+Cu Cu2+ 2+H H+ +PbPb2+ 2+Sn Sn2+ 2+Fe Fe2+ 2+Zn Zn2+ 2+Al Al3+ 3+Mg Mg2+ 2+Na Na+ + CaCa2+ 2+K K+ + 【典题示例典题示例】 角度一角

7、度一 判断金属原子、金属阳离子活泼性的强弱判断金属原子、金属阳离子活泼性的强弱 1.(20151.(2015烟台模拟烟台模拟)Al)Al、FeFe、CuCu都是重要的金属元素。下列说法正确都是重要的金属元素。下列说法正确 的是的是( )( ) A.A.三者对应的三者对应的金属阳离子金属阳离子 的氧化性 的氧化性CuCu2+ 2+最强 最强 B.B.三者的单质三者的单质放置在空气中放置在空气中 只生成氧化物 只生成氧化物 C.C.制备制备AlClAlCl3 3、FeClFeCl3 3、CuClCuCl2 2均不能采用将溶液均不能采用将溶液直接蒸干直接蒸干 的方法 的方法 D.D.电解电解AlCl

8、AlCl3 3、FeClFeCl3 3、CuClCuCl2 2的混合溶液的混合溶液 时阴极上依次析出 时阴极上依次析出CuCu、FeFe、 AlAl 【典题剖析典题剖析】抽丝剥茧溯本求源抽丝剥茧溯本求源 关键信息关键信息信息分析与迁移信息分析与迁移 信息信息 金属单质越活泼，其阳离子的氧化性越弱，但金属单质越活泼，其阳离子的氧化性越弱，但 氧化性氧化性FeFe3+ 3+Cu Cu2+ 2+Fe Fe2+ 2+ 信息信息空气中有空气中有O O2 2、H H2 2O O、COCO2 2，铜生成铜绿，铜生成铜绿 信息信息三种阳离子发生水解三种阳离子发生水解 信息信息 阴极上阳离子放电，顺序为阴极上阳

9、离子放电，顺序为FeFe3+ 3+Cu Cu2+ 2+H H+ +FeFe2+ 2+ AlAl3+ 3+ 【尝试解答尝试解答】A A项，项，FeFe3+ 3+的氧化性最强， 的氧化性最强，A A错误；错误；B B项，项，AlAl与与FeFe一般都一般都 生成对应的氧化物，而生成对应的氧化物，而CuCu除了生成氧化物，还易与空气中的除了生成氧化物，还易与空气中的COCO2 2、H H2 2O O 反应生成铜绿反应生成铜绿CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 ，B B错误；错误；C C项，因项，因AlClAlCl3 3、FeClFeCl3 3、CuClCuCl2 2 都属于强酸弱碱盐

10、，弱碱阳离子都能发生水解，生成对应的碱和盐都属于强酸弱碱盐，弱碱阳离子都能发生水解，生成对应的碱和盐 酸，由于盐酸属于挥发性酸，故蒸干后得到的为对应的碱，而不是原酸，由于盐酸属于挥发性酸，故蒸干后得到的为对应的碱，而不是原 溶质，溶质，C C正确；正确；D D项，因氧化性：项，因氧化性：CuCu2+ 2+H H+ +，故析出铜；但电解，故析出铜；但电解AlClAlCl3 3和和 FeClFeCl3 3时，不能析出铝和铁，因氧化性：时，不能析出铝和铁，因氧化性：H H+ +AlAl3+ 3+、 、FeFe3+ 3+e +e- -=Fe=Fe2+ 2+，应 ，应 产生氢气和产生氢气和FeFe2+

11、2+，故 ，故D D错误。错误。 【答案答案】C C。 2.2.为了比较铁和铜金属活动性强弱，某研究小组的同学设计了如下一为了比较铁和铜金属活动性强弱，某研究小组的同学设计了如下一 些方案，并将实验结果记录如下：些方案，并将实验结果记录如下： 方案方案现象或产物现象或产物 将铁片置于将铁片置于CuSOCuSO4 4溶液中溶液中铁片上有亮红色物质析出铁片上有亮红色物质析出 将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧产物分别为产物分别为FeClFeCl3 3和和CuClCuCl2 2 将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中产物分别为产物分别为FeFe2 2(SO

12、(SO4 4) )3 3和和CuSOCuSO4 4 将铁片和铜片分别放入稀硫酸中将铁片和铜片分别放入稀硫酸中铁片上有气泡，铜片上不产生气泡铁片上有气泡，铜片上不产生气泡 将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的 烧杯中，并用导线连接烧杯中，并用导线连接 铁片溶解，铜片上有气泡产生铁片溶解，铜片上有气泡产生 能根据以上各种现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有能根据以上各种现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有 ( () ) A.2A.2种种B.3B.3种种C.4C.4种种D.5D.5种种 【解析解析】选选B B。铁能置换出铜，证明铁比铜活泼；铁能置换出铜

13、，证明铁比铜活泼；不能证明；不能证明； 不能证明；不能证明；铁能置换出稀硫酸中的氢，铜不能，证明铁比铜活铁能置换出稀硫酸中的氢，铜不能，证明铁比铜活 泼；泼；铁与铜形成原电池，铁作负极，铜作正极，证明铁比铜活泼，铁与铜形成原电池，铁作负极，铜作正极，证明铁比铜活泼， 共有共有3 3种方案，选项种方案，选项B B正确。正确。 通电一段时间后，通电一段时间后， 搅拌均匀，溶液的搅拌均匀，溶液的 pHpH增大增大 甲电极上的甲电极上的 电极反应为电极反应为 2Cl2Cl -2e -2e =Cl=Cl2 2 PtPt电极上的电电极上的电 极反应为极反应为O O2 2 2H2H2 2O O4e4e =4

14、OH4OH 总反应的离总反应的离 子方程式为子方程式为 2Fe2Fe3+ 3+Cu= +Cu= CuCu2+ 2+2Fe +2Fe2+ 2+ 角度二角度二 判断电解时阳离子的放电顺序判断电解时阳离子的放电顺序 (2015(2015承德模拟承德模拟) )下列说法不正确的是下列说法不正确的是( () ) 【典题剖析典题剖析】抽丝剥茧溯本求源抽丝剥茧溯本求源 关键信息关键信息信息分析与迁移信息分析与迁移 信息信息石墨作电极，电解稀硫酸的实质是电解水石墨作电极，电解稀硫酸的实质是电解水 信息信息 石墨作电极，电解石墨作电极，电解NaClNaCl溶液，电子流出的一极是阳极，溶液，电子流出的一极是阳极，

15、ClCl- -失电子被氧化失电子被氧化 信息信息 FeFe和和PtPt构成的原电池，构成的原电池，FeFe为负极，为负极，PtPt为正极，在中性电为正极，在中性电 解质溶液中，正极上解质溶液中，正极上O O2 2得电子得电子 信息信息 CuCu、C C和和FeClFeCl3 3溶液构成的原电池的总反应为溶液构成的原电池的总反应为 Cu+2FeCu+2Fe3+ 3+=Cu =Cu2+ 2+2Fe +2Fe2+ 2+ 【尝试解答尝试解答】A A项，电解的是水，一段时间后硫酸浓度增加，项，电解的是水，一段时间后硫酸浓度增加，pHpH减减 小，小，A A错误；错误；B B项，甲电极上发生失电子的反应，

16、电极反应为项，甲电极上发生失电子的反应，电极反应为2Cl2Cl- -2e-2e- - =Cl=Cl2 2，B B正确；正确；C C项，实质为铁的吸氧腐蚀，项，实质为铁的吸氧腐蚀，PtPt电极为正极，电极为正极，C C正正 确；确；D D项，构成原电池，总反应的离子方程式为项，构成原电池，总反应的离子方程式为2Fe2Fe3+ 3+Cu=Cu +Cu=Cu2+ 2+ + 2Fe2Fe2+ 2+， ，D D正确。正确。 【答案答案】A A。 角度三角度三 判断原电池的电极和电极反应式的书写判断原电池的电极和电极反应式的书写 (2015(2015蚌埠模拟蚌埠模拟) )如图所示装置，甲池中发生的总反应为

17、如图所示装置，甲池中发生的总反应为2CH2CH3 3OH+OH+ 3O3O2 2+4KOH=2K+4KOH=2K2 2COCO3 3+6H+6H2 2O O 。试回答下列问题。 。试回答下列问题。 (1)(1)甲池是甲池是_装置，乙池是装置，乙池是_装置。装置。( (填填 “原电池原电池”或或“电解池电解池”) ) (2)(2)甲池通入甲池通入CHCH3 3OHOH的一极的电极反应式为的一极的电极反应式为_。 【典题剖析典题剖析】抽丝剥茧溯本求源抽丝剥茧溯本求源 关键信息关键信息信息分析与迁移信息分析与迁移 信息信息 甲池中可燃物甲醇与氧气发生氧化还原反应，甲池中可燃物甲醇与氧气发生氧化还原反

18、应， 其中甲醇中的碳元素由其中甲醇中的碳元素由-2-2价升高到价升高到+4+4价价( )( ) 信息信息 信息信息 甲池中通入甲池中通入CHCH3 3OHOH的一极为负极，通入的一极为负极，通入O O2 2的一极为的一极为 正极，正极，KOHKOH作电解质溶液作电解质溶液 2 3 CO - 【尝试解答尝试解答】甲池为原电池装置，其中通入甲池为原电池装置，其中通入CHCH3 3OHOH的一极为负极，通的一极为负极，通 入入O O2 2的一极为正极，正极反应式为的一极为正极，正极反应式为2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- -。将总反应式。将总反应式 减去正极反应式

19、的减去正极反应式的3 3倍可得：倍可得：2CH2CH3 3OH-12eOH-12e- -+16OH+16OH- -=2 +12H=2 +12H2 2O O 答案：答案：(1)(1)原电池电解池原电池电解池 (2)CH(2)CH3 3OH-6eOH-6e- -+8OH+8OH- -= +6H= +6H2 2O O 2 3 CO - 2 3 CO - 【类题通法类题通法】 1.1.解答判断阳离子放电顺序的三个步骤解答判断阳离子放电顺序的三个步骤 步骤一：认真审题，确定装置。步骤一：认真审题，确定装置。 审题包括文字叙述和装置图，明确装置是原电池还是电解池。审题包括文字叙述和装置图，明确装置是原电池

20、还是电解池。 步骤二：对照问题，确定两极。步骤二：对照问题，确定两极。 根据问题，分析考查问题所在的是根据问题，分析考查问题所在的是“正极正极”“”“负极负极”还是还是“阳阳 极极”“”“阴极阴极”。 步骤三：金属活动性与反应微粒互相判断。步骤三：金属活动性与反应微粒互相判断。 根据电极发生的反应，结合金属活动性，确定电极上发生反应的物质根据电极发生的反应，结合金属活动性，确定电极上发生反应的物质 及顺序；或根据电极上发生反应的物质及顺序和现象判断金属活动性。及顺序；或根据电极上发生反应的物质及顺序和现象判断金属活动性。 2.2.解答有多个串联装置的试题时，首先要判断每个装置的类型。一般解答有

21、多个串联装置的试题时，首先要判断每个装置的类型。一般 根据是否有外接电源来判断：根据是否有外接电源来判断： (1)(1)有外接电源时，所有装置均为电解池，其中接电源正极的为电解有外接电源时，所有装置均为电解池，其中接电源正极的为电解 池的阳极，另一极为阴极。池的阳极，另一极为阴极。 (2)(2)无外接电源时，要先根据原电池的构成条件，判断出原电池装置，无外接电源时，要先根据原电池的构成条件，判断出原电池装置， 剩余的都是电解池，如本题装置图中无外接电源，所以先根据原电池剩余的都是电解池，如本题装置图中无外接电源，所以先根据原电池 的构成条件判断甲池为原电池，则乙池和丙池都为电解池。的构成条件判

22、断甲池为原电池，则乙池和丙池都为电解池。 【类题备选类题备选】1.(20151.(2015蚌埠模拟蚌埠模拟) )下列说法正确的是下列说法正确的是( () ) A.A.原电池放电过程中，负极质量一定减轻或正极的质量一定增加原电池放电过程中，负极质量一定减轻或正极的质量一定增加 B.FeB.Fe、CuCu组成原电池：组成原电池：FeFe一定是负极一定是负极 C.C.为加快一定量的为加快一定量的ZnZn与足量稀硫酸反应的速率，且不影响生成与足量稀硫酸反应的速率，且不影响生成H H2 2总量，总量， 可加入少量可加入少量CuSOCuSO4 4溶液溶液 D.D.某海水电池总反应式表示为某海水电池总反应式

23、表示为5MnO5MnO2 2+2Ag+2NaCl=Na+2Ag+2NaCl=Na2 2MnMn5 5O O10 10+ + 2AgCl2AgCl，则负极反应式：，则负极反应式：Ag-eAg-e- -+Cl+Cl- -=AgCl=AgCl 【解析解析】选选D D。原电池放电过程中，负极和正极的质量不一定发生变。原电池放电过程中，负极和正极的质量不一定发生变 化，如燃料电池，化，如燃料电池，A A错；错；FeFe、CuCu组成原电池时，组成原电池时，FeFe不一定是负极，若不一定是负极，若 以浓硝酸为电解质，以浓硝酸为电解质，FeFe被钝化作正极，被钝化作正极，CuCu为负极，为负极，B B错；一

24、定量错；一定量ZnZn与与 足量稀硫酸反应时，加入少量足量稀硫酸反应时，加入少量CuSOCuSO4 4溶液，溶液，ZnZn可置换出铜附着在可置换出铜附着在ZnZn的的 表面从而形成表面从而形成Cu-ZnCu-Zn原电池，反应速率加快，但部分原电池，反应速率加快，但部分ZnZn被消耗，使生被消耗，使生 成成H H2 2的量减少，的量减少，C C错；根据海水电池总反应式可知，错；根据海水电池总反应式可知，AgAg为还原剂，被为还原剂，被 氧化，故其负极反应式为氧化，故其负极反应式为Ag-eAg-e- -+Cl+Cl- -=AgCl=AgCl，D D正确。正确。 2.(20132.(2013山东高考

25、山东高考) )金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。 (1)(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_。 a.Fea.Fe2 2O O3 3 b.NaCl c.Cu b.NaCl c.Cu2 2S d.AlS d.Al2 2O O3 3 (2)(2)辉铜矿辉铜矿(Cu(Cu2 2S)S)可发生反应：可发生反应：2Cu2Cu2 2S+2HS+2H2 2SOSO4 4+5O+5O2 2=4CuSO=4CuSO4 4+2H+2H2 2O O，该，该 反应的还原剂是反应的还原剂是_。当。当1 mol O1 mol O2 2发生反应时，还原剂所失电子发生反应时，还原剂所失电子 的物质的量为的物质的量为_mol_mol。向。向CuSOCuSO4 4溶液中加入镁条时有气体生成，溶液中加入镁条时有气体生成， 该气体是该气体是_。 (3)(3)如图为电解精炼银的示意图，如图为电解精炼银的示意图，_(_(填填“a”a”