巧用金属活动顺序提高综合解题能力

巧用金属活动顺序提高综合解题能力湖北省秭归县杨林中学郭从年一、知识概要金属活动性顺序体现了金属的重要化学性质，是通过系列实验总结出来的一般规律，教材中有三个层次的解释说明。金属活动性顺序是初中化学的重点知识，经常用来判断金属与酸、金属与盐的反应能否发生，在生活实际也有较为广泛的运用。二、重点剖析学习金属活动性顺序重在运用它解答有关金属与酸、金属与盐能否反应及怎样反应。金属活动性顺序在实际应用中有以下三个方面的意义：（1）在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前，该金属在水溶液中就越容易失去电子变成离子，它的活动性就越强，反应速率就越快。根据金属在金属活动性顺序表中的位置，可判断它的化学活动性。（2）在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能置换出非氧化性酸（稀盐酸、稀硫酸，不能用浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸，因为有较强的氧化性）里的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸里的氢。且金属的位置越靠前，反应越剧烈。根据金属在金属活动性顺序表中的位置，可判断金属能否与酸发生置换反应产生氢气。（3）在金属活动性顺序中，只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。其中金属钾钙钠的活动性太强，易与水发生剧烈反应，所以一般不能用来置换其它金属。简而言之就是“前换后，盐必溶，钾钙钠，不能用”。三、主要考点和典型例题（以2010年中考试题为例）考点1依据活动性强弱写反应方程式例1（山东滨州）X、Y、Z是金属活动性顺序表里的三种金属，它们在溶液中能发生如下反应：①X+YSO=XSO+Y ②Y+2ZN0=Y（NO）+2Z44332③X+HSO=XSO+Hf ④Z与HSO不发生反应。244224则三种金属的活动性满足A．X>Y>Z B．Z>Y>X C．Y>Z>X D．X>Z>Y分析：依据金属活动性顺序中“前换后，强换弱”的基本原则可以依次判断：X>Y,Y〉X,X>H,H>Z。综合推定答案为Ao点评：此类题往往比较简单，解答时只需按照常见金属的活动性顺序，依据能够进行的反应或者实验现象做出判断，然后综合各个选项的判断得出总的结论。值得注意的是在自己的答案中不要既出现既有大于号又有小于号，同时注意题目的要求是“由强到弱”还是“由弱到强”，以防填写答案时弄混。考点2：实验探究给定金属的活动性顺序例2（四川眉山）某化学兴趣小组为测定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序设计了四种方案，每种方案所用的试剂如下，其中你认为不可行的是（）A、 Fe、Ag、CuSO溶液 B、Fe、Cu、AgNO溶液、稀盐酸43C、Cu、FeCl溶液、AgNO溶液D、Cu、Ag、Fe、稀盐酸分析：上述金属的活动性顺序是已知的，一般比较简洁的方案是以活动性居中的金属为标尺，前后的两种金属跟其比较，一种比它强，另一种比它弱。常见方案有：（1）居中式方案。活动性居中的金属跟前后金属的盐溶液反应或前后金属跟活动性居中金属的盐溶液反应，此题中的A、C选项即是：A中Fe比Cu强、Ag比Cu弱，C中Cu比Fe弱、Cu比Ag强，均可以达到目的；（2）阶梯式方案。Fe比Cu强、Cu比Ag强，例如Fe、CuSO溶液，Cu、4AgNO溶液。（3）中介式方案。利用其他物质做比较的载体，如经常用酸。B选项中Fe排在H前面、Cu排在H后面，所以可以达到实验目的。D选项中无法比较排在H后面的Cu、Ag的活动性，所以达不到目的。正确答案：Do点评：做此类题时一定要注意前面强调的金属与盐的反应要求“前换后、盐必溶，钾钙钠、不能用”。如果是实验设计题，一般选用上述的居中式方案，选择自己熟悉的物质，它的优点是选用的物质少，反应比较简单，能快速简洁的得出正确答案；如果是选择题，则要逐项分析，把题目给的金属单质与盐组合进行系列反应，然后根据金属活动性顺序进行判断，综合各项判断，能达到题目要求的就是正确答案。考点3：判断比较复杂的溶液或固体的组成例3（山东青岛）在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁滤出的固体一定含有铜，一定不含铁和镁滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，可能含有氯化铜滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜分析：此题可按照加入Mg的质量由少到多分别加入到此废液中，滤渣组成及滤液中的溶质分析如下表：Mg粉质量①能与部氯化铜反应②恰好能与氯化铜完全反应③能与部分氯化亚铁反应④恰好能与氯化亚铁反应⑤镁过量滤渣CuCuCu、FeCu、FeCu、Fe、Mg滤液中溶质氯化镁、氯化亚铁、氯化铜氯化镁、氯化亚铁氯化镁、氯化亚铁氯化镁氯化镁根据题目中“向滤出的固体加盐酸，没有气泡产生”，说明固体中没有金属镁和铁，表中3、4、5分析情况不存在，表中1、2分析情况应为正确答案。正确的答案是：BC。点评：解答此题时，首先要知道这三种金属的活动性顺序，及三种金属与金属的盐溶液之间会发生哪些化学反应，同时还要综合考虑金属与盐反应有金属量不足、金属恰好完全反应、金属过量三种情况下反应的进行状况，再去确定固体及溶液的组成。一般可把握一下几点：①金属固体析出的顺序是由弱到强（如：铜T铁T镁）；②溶液中盐出现的顺序是盐中的金属活动性强到弱（如：氯化镁f氯化亚铁f氯化铜）；③金属与能反应的盐溶液不能共存（如固体中有铁，溶液中就不可能有氯化铜）。抓住这样一个清晰思路全面考虑，解答就比较简单。考点4：设计金属分离和有关物质回收。例4（辽宁本溪）某工厂排放的废液中含有大量的硫酸亚铁，少量的银离子以及污泥。某同学设计了一个既经济又合理的方法回收银和硫酸亚铁晶体。方案流程如下：回答下列问题：TOC\o"1-5"\h\z（1）步骤②中：需加入的物质是 ，分离所得混合物的方法是 。（2）步骤③中：需加入的物质 ，发生反应的化学方程式 。（3） 某同学认为经过步骤②后所得固体就是纯净的银，不需要进行步骤③，你认为是否合理？ ，理由是 。步骤④的操作是 ，溶液2和溶液3为什么要混合？ 。分析：由方案流程可知，①的操作和②、③分离固液混合物的操作是过滤，④是将溶液2和溶液3混合后所得的总的硫酸亚铁溶液蒸发使硫酸亚铁析出，获得硫酸亚铁晶体；由实验目的"回收银和硫酸亚铁晶体”、结合金属活动性可知，②加入的是过量的铁，以充分回收金属银，所以②过滤后所得的固体中含有生成的银和过量的铁，即②所得的固体并不是纯净的银；③显然是将过量的铁和银分开，为了得到纯净的银，并得到硫酸亚铁晶体，加入的应该是酸中的硫酸。答案：(l)Fe过滤(2)稀硫酸Fe+HSO=FeSO+Hf(3)不合理因为要使Ag+完全置换2 4 4 2出来,必须加入过量的铁(4)蒸发两种滤液中都含有硫酸亚铁,可得到更多的硫酸亚铁,综合利用(其他合理答案也可)。点评：这是一道以金属活动性顺序为核心设计的、蕴涵绿色化学理念的实践题。目的是通过废物回收利用及其成分探究实验方案的设计与评价，检查考生对金属活动性顺序表这一初中化学最重要知识点的掌握情况。考生回答工业废水回收金属的处理题时，一般考虑用廉价易得的金属去置换贵重金属，达到既消除了污染，又使金属得到回收利用的目的，常用的