焦点访谈金属活动顺序表的应用大盘点

1、焦点访谈金属活动顺序表的应用大盘点湖北省宜昌市第十四中学（443003） 刘四方金属活动性顺序既是规律性的知识，又是必备的工具性的知识，所以在中考中对金属活动顺序表的考查一直备受命题者的“青睐”，在每年的中考试题中必定“亮相”。作为中考必考的一个重点、焦点和热点知识，学生必须牢记并理解、掌握其应用。笔者通过对近两年来初中化学课改实验区中考试题的研究，对这一知识点进行“焦点访谈”，总结归纳出金属活动顺序表的具体应用主要有以下十种类型。1、判断在溶液中的置换反应能否发生【例1】（2005·江苏连云港市课改实验区）5角硬币的外观呈金黄色，它是铜和锌的合金，市面上有人用它制成假金元宝行骗，小

2、明同学用一种试剂揭穿了他。小明一定不会用的试剂是A硫酸铜溶液 B硝酸银溶液 C盐酸 D硝酸钠溶液【解析】 金属与酸反应有如下规律：只有排在氢前面的金属能置换出酸中的氢，这里的酸一般指的是稀盐酸和稀硫酸，因为浓硫酸和硝酸具有强氧化性，与金属反应时不生成氢气而生成水，浓盐酸具有强挥发性，使生成的氢气含有氯化氢气体而不纯净；位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物的溶液里置换出来。Cu位于H之后，不能置换出盐酸中的氢，但Cu位于Ag之前，可与硝酸银溶液反应；Zn位于H、Cu、Ag之前，能与CuSO4、AgNO3和HCl反应。而Cu和Zn均不能与NaNO3反应，NaNO3溶液无法鉴别。故正确答案

3、为B。2、根据化学反应判断金属活动性顺序【例2】（2005·广东肇庆市课改实验区）有X、Y、Z三种金属，把Y分别投入稀硫酸和Z(NO3)2溶液中，有气泡产生和固体析出；把X 投入Z(NO3)2溶液中，没有明显现象。则X、Y、Z可能是（ D ）AZn、Cu、Ag BZn、Fe、Cu CAg 、Cu、 Zn DAg 、Zn、Cu【解析】 本题考查根据实际反应推导金属活动性顺序。规律：排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液里置换出来，而不管它是氢前还是氢后；排在氢前面的金属能把酸中的氢置换出来。但要注意金属与盐反应时，盐应为可溶性盐。依据题意，Y 能把稀H2SO4中的氢和Z(NO3)

4、2溶液中的Z置换出来，说明Y 在金属活动顺序中排在 H 前和Z前，而X 投入Z(NO3)2溶液中，没有明显现象，说明二者不反应，X排在Z后，故 X、Y、Z 的金属活动性顺序由强到弱的顺序为:YZX。将备选答案与之对照（注意要一一对应）选项中ZnCuAg符合题意，故正确答案为。3、根据反应图象比较金属活动性强弱和相对原子质量的大小【例3】（2005·烟台市）将质量相等的A、B两种金属，同时分别放入两份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中，反应生成H2的质量与反应时间的关系如图所示根据图中所提供的信息，写出能从中得出的正确结论（已知：A、B在生成物中均为2价）【解析】 这是一道图象题。规律：

5、金属活动性越强，越容易发生置换反应，与酸反应生成氢气的速率越快。由图象可知，曲线斜率越大，单位时间内放出氢气质量越多。在开始一段相等的时间内，金属A产生的氢气比B多，说明A与酸反应的速率快，A的金属活动性较强比B强，A、B两种金属在金属活动性顺序中位置均排在H前。相同价态的不同金属，其相同数目的原子置换生成的氢分子的个数是一样的。而相同质量的不同金属中，相对原子质量小的，所含的原子个数则较多，置换生成的氢气的量自然多一些。当两种金属均反应完时，A生成氢气比B多，则相对原子质量BA。【答案】生成的质量AB；相对原子质量BA；反应速率AB；在金属活动性顺序表中A、B均排在氢前面；（答对三点内容即可

6、）4、用于判断置换反应后金属的组成和溶液中溶质的存在【例4】（2005·山东青岛市课改实验区）某金属加工厂生产过程中的废液含有少量硝酸银和硝酸铜，为回收利用资源和防止污染，该厂向废液中加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，向滤出的固体中加入少量稀盐酸，无气体产生。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，可能有硝酸银和硝酸铜D滤液中一定有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜【解析】 Fe粉加入到 AgNO3 、Cu(NO3)2两种物质的混合液中，可能发生的反应为：2AgNO3FeFe(NO3)2

7、2Ag Cu(NO3)2FeFe(NO3)2Cu 。根据题意“向滤出的固体中加入少量稀盐酸，无气体产生”，说明Fe粉不可能过量，滤出的固体中一定不含有Fe。此时，则有如下两种情况：（1）若Fe粉恰好完全反应，则上述两反应已进行完全，AgNO3、Cu(N03)2不再有剩余，此时滤出的固体中一定含有Ag和Cu，滤液中只有Fe(NO3)2，而没有AgNO3、Cu(NO3)2。（2）若Fe粉量不足，可能置换出部分Ag或全部Ag，只有当Ag被全部置换出来后，才有可能置换出部分Cu（因Cu比Ag活泼）。即滤出固体中一定含有Ag，可能含有Cu，滤液中可能含有AgNO3和Cu(NO3)2或Cu(NO3)2。综

8、合上述分析，正确选项为C。5、用于判断置换反应前金属混合物的组成【例5】（2005·眉山市课改实验区）A、Fe B、Mg C、Al D、Cu【解析】 由单质金属组成的混合物，要判断其组成物质是否存在除了快速运用金属活动顺序判断能否反应外，解答此类题目更多的是从“巧”上做文章。本题涉及到的化学方程式为：ZnH2SO4ZnSO4H2，FeH2SO4FeSO4H2，MgH2SO4MgSO4H2，2Al3H2SO4Al2(SO4)33H2，Cu不与稀硫酸反应。生成 H2 质量×金属质量（推导过程从略）。该题运用极值法求解可化繁为简、化难为易。所谓极值法就是把该混合物质量当作组分中的

9、一种纯净物质量，其余物质质量趋于 0 ，如各组分单独存在时所得氢气质量均大于(或小于)题给氢气质量，该情况则为不可能；如所得氢气质量既有大于又有小于题 给氢气质量的，该情况可能。利用上式可求出 Zn、Fe、Mg、Al 三种金属均为6.5g时放出氢气质量分别为=0.2g0.195g、0.195g、0.195g，故答案为D。6、用于判断置换反应后盐溶液的质量变化【例6】（2005·眉山市课改实验区）把铁片分别放入下列物质的溶液中，过一段时间取出，溶液质量增加的是（ C ）A、Al2(SO4) B、CuSO4 C、H2SO4 D、AgNO3【解析】 本题主要考查金属单质与酸、盐间发生置换反

10、应后溶液质量的变化。总的原则是：反应前后溶剂（水）质量不变，溶液质量的变化取决于溶质质量的变化。解题的一般规律是：反应后溶液质量不变的情况是没有发生置换反应；反应后溶液质量增加的情况是原子量大的金属与原子量小的金属的盐溶液的置换反应（金属同价态）；反应后溶液质量减少的情况是反应后生成了气体或析出另一种金属，脱离溶液体系，且生成气体或固体质量大于反应前固体质量。 Fe 与Al2(SO4)3 物质不参加反应，溶液质量不变。通过上述比较，只有C 符合题意。7、用于制备金属、盐及物质的提纯【例7】（2004·昆明市）从含有大量硫酸亚铁、少量硫酸铜以及不溶性杂质的工业废水中回收金属铜并获得硫酸

11、亚铁晶体，操作步骤和目的如下表，请填出表中未完成部分。 操作步骤 目 的(1)将废水过滤(2)向滤液中加入过量铁粉(3)(4)在过滤后的固体混合物中加入过量稀硫酸(5)将反应后的混合物过滤(6)(1)(2)(3)将Cu和过量的铁粉与FeSO4溶液分离(4)(5)(6)得到硫酸亚铁晶体【解析】 这是一道综合性很强的物质提纯题，考查了学生运用金属活动性顺序和提纯原理灵活解决生产、生活中实际问题的能力，以及严谨的实验动手能力和慎密的思维能力，是一道考查学生素质且区分度很好的试题。根据题意，既然要回金属铜和硫酸亚铁，必须选取一种金属将铜离子全部转化为铜单质，该金属一定位于铜之前；同时又不能引入新的金属

12、离子，则选择的金属应该是铁，且应过量。完全反应后，过滤，得沉淀铜和铁（未反应的）的混合物，此时再加入稀硫酸，溶解未反应的铁，再次过滤，即可得到纯净的铜单质；将过滤后的滤液蒸发浓缩，冷却结晶，即可析出硫酸亚铁晶体。【答案】 操作步骤 目 的 (1)(1)除去不溶性杂质 (2)(2)将CuSO4。中的Cu置换出来 (3)将反应的混合物过滤(3) (4)(4)将过量的铁粉转化为FeS04溶液 (5)(5)分离Cu和FeSO4溶液 (6)将FeS04溶液蒸发结晶(6)8、计实验方案探究金属活动性顺序【例8】（2005·上海市二期课改实验区）为探究铁和铜的金属活动性顺序，请根据实验室现有的仪器

13、和药品条件（如下所列），通过填写下表，完成对实验方案的构思。【实验仪器】试管、胶头滴管、镊子【实验药品】铁钉、铜片、稀硫酸、硫酸锌溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液方案所选药品有关化学方程式12【解析】 测定不同金属的活动性顺序常依据化学反应的现象来判断，金属活动性顺序表中位置靠前的金属能把相对靠后的金属从它的化合物的溶液中置换出来，H前金属能氢酸中的氢置换出来。从实验现象上可知，从溶液中被置换出的金属是活泼性较弱的金属，能与酸反应放出氢气的金属是H前的金属。我们已经知道Fe比Cu活泼且Fe位于H前而Cu位于H后。据此设计实验方案时所选药品可用Fe、Cu分别与酸反应的现象来判断这两种金属活动性强弱

14、；另一种方案则可选金属与盐溶液反应，用较活泼的金属与较不活泼的金属的盐的溶液反应，或用不活泼的金属与较活泼的金属的盐的溶液反应。【答案】（开放性解答，答案合理均给分）方案所选药品有关化学方程式1铁钉、铜片、稀硫酸FeH2SO4 = FeSO4H2 2铁钉、硫酸铜溶液FeCuSO4 = FeSO4Cu 9、利用元素质量守恒巧算金属与酸反应生成氢气的质量【例9】（2005·江苏常州市课改实验区）锌粉、铝粉、铁粉、镁粉的混合物3.8g与一定质量溶质质量分数为25的稀硫酸恰好完全反应，将反应后的混合物蒸发水份得固体（不含结晶水）11g，则反应中生成氢气的质量为（ A ） A0.15g B0.

15、20g C0.30g D0.45g【解析】本题是一道计算选择题，主要考查学生对质量守恒定律的认识、理解与迁移应用的能力。本题的解题难点在于参加反应的物质比较多，且提供的物质质量是混合物的质量，具体的各物质的质量都是未知的，无法按照常规列比例式直接求解。解题的关键在于对这些物质的反应进行整体分析：无论是锌、铝、铁、镁中的哪一种金属与稀硫酸反应，其结果必然是由该金属单质变为含该金属元素的盐（如锌变成硫酸锌、铝变成硫酸铝等），因此从金属单质的混合物总质量3.8g，变成反应后的固体混合物（即硫酸锌、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸镁四种盐的混合物）总质量11g ,其中增加的质量就是稀硫酸中硫酸根SO4的总质量；

16、而对硫酸而言，氢元素的质量与硫酸根的质量比是固定的。由于该反应为恰好完全反应，因此生成氢气的质量就是氢元素的质量，据此可求得氢气的质量。根据元素质量守恒求解。反应后固体质量（11g）=固体中各金属元素质量（3.8g）+SO42的质量，则SO42的质量=7.2g，再根据关系式：H2SO4（98）H2（2）SO42（96），有2：96=x：7.2g，解得x=0.15g。正确答案为A。10、运用金属活动性顺序和质量守恒解答比较复杂的综合型计算题【例10】（2005·汕头课改实验区）某同学为探究铜铁合金中铁的质量分数，先后进行了三次实验，实验数据如下表： 实验次数项目第一次第二次第三次所取合

17、金的质量/g202040所加稀硫酸的质量/g10012080生成氢气的质量/g0.40.40.4根据该同学的实验，试回答以下问题：（1）上表三次实验中，合金里的铁恰好完全反应时，消耗稀硫酸溶液的质量是_g。（2）该铜铁合金中铁的质量分数是多少？（3）第三次实验所得溶液溶质质量分数为_（结果保留至0.1%）。【解析】 此题要求通过分析数据，得出合金与稀硫酸恰好完全反应时消耗稀硫酸溶液的质量，而此质量在题目中有三次实验数据，要通过对比分析确定。铜位于氢之后不与稀硫酸反应，实际上是合金中的铁与稀硫酸反应。“第一次”与“第二次”实验比较，合金质量均为20g，增加稀硫酸的质量时，产生氢气的质量均为0.4g，表明此时硫酸过量，而合金中的铁反应完全；从“第三次”实验数据看，合金质量为40g，若硫酸足量，应产生氢气0.8g，而实验只产生0.4g氢气，表明此时合金过量，而硫酸反应完全。可见合金质量为20g，硫酸溶液质量为80g时，其中铁与硫酸恰好完