第二讲 金属的活动性顺序

金属的活动性顺序一、知识点1.铁锈蚀的条件及防锈蚀方法：

（1）铁生锈的条件：铁与水、氧气同时接触。

（2）防止铁生锈的方法：①保持铁制品表面的洁净和干燥；②在铁制品表面形成保护膜：刷漆、涂油、镀一层其它金属、在铁制品表面形成致密的氧化物保护膜；③改变铁制品的内部结构，制成不锈钢。2.金属的活动性顺序理解金属分为活性金属和钝性金属两种。根据金属活动性顺序，氢前金属称为活性金属，氢后金属就是钝性金属。钾钙钠镁铝锌铁锡铅(氢)铜汞银铂金1、氢前面的金属能与弱氧化性强酸反应，置换出酸中的氢（\t"/item/%E9%87%91%E5%B1%9E/_blank"浓硫酸、\t"/item/%E9%87%91%E5%B1%9E/_blank"硝酸强氧化性强酸与金属反应不生成氢气）。如：Fe＋2HCl═FeCl2

＋H2↑2、活动性强的金属能与活动性弱的金属盐溶液反应。3、大多数金属能与\t"/item/%E9%87%91%E5%B1%9E/_blank"氧气反应。4、排在H前面的金属，理论上讲都能与水发生化学反应。在常温下，钾，钙，钠等能与水发生剧烈反应，镁、铝等能与热水反应，铁等金属在高温下能与水蒸气反应。二、精选练习题知识点1、铁锈蚀的条件及防锈蚀方法【典例】1．某兴趣小组对金属的性质做了如下研究，请你填写表格：用如图所示实验探究金属生锈的条件（每支试管均放有完全相同的洁净铁片）（1）该同学设计试管B目的是。（2）该同学试管B和试管A做对比的目的是。（3）甲同学认为，试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管（选填试管编号）发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能正式得出上述结论。（4）试管D和E实验的目的是进一步探究铁在环境中是否更容易锈蚀。（5）为防止金属锈蚀，除了采用覆盖保护膜等措施以外，还可以制成合金。这是因为合金与纯金属相比，其组成和内部组成结构发生变化，从而引起的变化。2．小林学习金属的相关知识后，关注到生活中有以下现象：Ⅰ．海边的铁制品，锈蚀程度比其他地方更严重。Ⅱ．切过咸菜的菜刀，不及时清洗，很容易就锈蚀了。针对Ⅰ和Ⅱ的现象，小林结合学习内容查阅了相关资料并进行实验探究。【资料卡片】探究铁生锈的条件编号①②③实验现象7天后，铁钉表面没有变化2天后，铁钉表面出现红色1天后，铁钉表面出现红色【家庭小实验】为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响，小林设计并完成了如图的家庭小实验，很快看到实验现象。（1）该实验中红墨水液面可能出现的现象是（填序号）；A．两端仍持平B．左高右低C．左低右高你选择的理由是。（2）小红认为小林的实验不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀，请在小林实验的基础上完善此实验方案；（3）结合资料及实验结果，解释现象Ⅰ和Ⅱ。【变式训练】1．某化学兴趣小组探究铁生锈实验，取一块废旧铁丝网，将铁丝网剪成几小片，用稀盐酸除去铁锈后，放入锥形瓶中、在锥形瓶中加入3～4mL浓食盐水，塞紧带导管的单孔塞后，将导管的另一端伸入滴有红墨水的水中，下列说法中错误的是（）A．浓食盐水的作用是加快铁丝网生锈 B．水中滴加红墨水，便于观察实验现象 C．实验过程中，烧杯中的导管口会冒气泡 D．一段时间后，铁丝表面出现红棕色物质2．如图是某化学小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是（）①铁锈的主要成分是四氧化三铁②一段时间后，塑料瓶可能会变瘪③一段时间后，水面处铁丝锈蚀最严重④一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象A．②④ B．①② C．②③ D．③④3．为探究铁生锈的条件，同学们在实验室用铁钉和其他物质设计了如图所示实验，下列相关说法错误的是（）A．一段时间后，观察到a中铁钉生锈，b中铁钉不生锈 B．最终观察到U形管内红墨水液面左低右高 C．红墨水上覆盖植物油是为了防止空气中的氧气溶于水 D．实验中的干燥剂可以是CaCl2固体4．如图是探究铁钉锈蚀条件的实验，请回答下列问题。（1）实验前，用砂纸对铁钉进行打磨的目的是。（2）试管①②中使用经煮沸迅速冷却的蒸馏水，目的是；试管②中植物油的作用是；试管③中氧化钙的作用是。（3）一段时间后，发现试管①中生锈最严重的位置是（填“甲”“乙”或“丙”）；对比试管①②可得出；对比试管①③可得出；对比试管②③（填“能”或“不能”）得出铁生锈需要与水接触。5．暖贴发热是利用了铁粉生锈放出热量的原理，某小组同学设计并进行下列实验，探究铁生锈的条件及影响铁粉生锈速率的因素。Ⅰ、探究铁生锈的条件【设计实验】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，进行如图所示的三个实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。（1）对比实验（填序号），可以得出铁生锈需要水。（2）实验I中铁丝足量，时间足够长，打开止水夹后，观察到现象。Ⅱ、探究影响铁粉生锈速率的因素【查阅资料】暖贴的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等物质。【猜想假设】①活性炭能加快铁粉生锈的速率。②食盐能加快铁粉生锈的速率。【进行实验】下表是2g铁粉、5g水与不同质量活性炭、食盐混合均匀10分钟温度记录。实验编号活性炭/g食盐/g温度上升值/℃1000.120.2022.030x56.3【解释与结论】（3）上表中x的值为。（4）对比实验1和3，得出的结论是。（5）欲得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快生锈速率”，需要对比1和（填实验编号）。【反思与评价】（6）下列说法或做法正确的是（填字母）。A．暖贴在使用前不需要密封保存B．利用铁生锈的原理，可以测定空气中氧气含量C．利用铁生锈的原理，铁粉还可用于食品保鲜D．校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈【拓展延伸】可以利用稀硫酸清除铁制品表面的锈，其原理是（化学方程式）。但除锈时不可以将铁制品长时间浸在酸中，因为（化学方程式）。知识点2、金属的活动性顺序理解【典例】1．某兴趣小组同学在探究锌、铁、铜三种金属活动性顺序，各自提出自己的方案。（1）甲用一支试管，取一次稀硫酸和足量的铜片、铁片，锌片，通过设计如下的实验方案进行金属活动性顺序的判定。填写下表内容：写出实验步骤③中涉及反应的化学方程式：。实验步骤观察到的现象①取少量稀硫酸于试管中，插入足量铁片，充分作用，溶液由无色变为浅绿色②在①反应后溶液中插入，充分作用无明显现象③在②所得的溶液中插入，充分作用，溶液由浅绿色变成无色（2）乙同学认为在甲同学设计的方案中，只要补充一个实验，还可得出Zn＞Fe＞H＞Cu的结论。乙同学要补充的实验是。（3）丙同学认为不必做补充实验，只需在甲同学方案中调整插入金属的顺序，即可得到Zn＞Fe＞H＞Cu的结论，你认为调整后插入金属的实验顺序是。2．学习完金属的化学性质，同学们来到实验室进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。实验桌上老师提供的药品有：锌片、铜片、银片、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和稀硫酸。【制定计划】在老师的指导下，经过讨论，同学们设计出了以下几种实验方案：方案一：铜片、硫酸锌溶液、硝酸银溶液；方案二：锌片、银片、硫酸铜溶液；方案三：锌片、铜片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液；你的设计方案是。【进行实验】小华同学选用方案三进行如下探究，请你帮他完成表格中的空白。实验操作实验现象分析与结论将打磨过的铜片插入硝酸银溶液中金属活动性：CuAg（填“＞”或“＜”）。锌片表面附着一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色。金属活动性：ZnCu（填“＞”或“＜”）反应的化学方程式为。【解释与结论】根据上述实验，小华得出三种金属活动性由强到弱的顺序是。【反思与评价】探究活动结束后，同学们分享自己的收获与不足，并进行反思：（1）有同学提出，小华的实验中不用硫酸铜溶液也能得到相同的实验结论。简要说明其验证方法：。（2）经过讨论，大家一致认为以上实验方案中，方案较好。（3）小华提出，试管中的金属可以回收再利用，这样做的意义是。

【变式训练】1．现将等质量且形状相同的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量随反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2）。据此判断甲乙丙的金属活动性顺序是（）A．甲＞乙＞丙 B．甲＞丙＞乙 C．丙＞乙＞甲 D．乙＞丙＞甲2．某同学为探究镁、锌、铜、银的活动性顺序，设计如图所示试验：依据实验流程设计，下面对物质①②的选择合理的是（）A．①稀硫酸②硫酸铜 B．①稀硫酸②氯化镁 C．①稀盐酸②硫酸锌 D．①稀盐酸②硫酸亚铁3．下列各组物质能验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性强弱的是（）A．Fe、Cu、Ag、稀盐酸 B．FeSO4溶液、Cu、Ag C．Fe、CuSO4溶液、Ag D．FeSO4溶液、CuSO4溶液、Ag4．现有X、Y、Z三种金属，将X和Y分别放入盐酸中，X溶解并产生H2，Y不反应，将Y和Z分别放入AgNO3溶液中，一段时间后，在Y表面有Ag析出，而Z没有变化。X、Y和Z的金属活动性顺序正确的是（）A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y C．Y＞X＞Z D．Z＞Y＞X5．为验证铁、铜、银的金属活动性顺序，某同学设计了以下四组实验。下列说法错误的是（）A．通过实验①、②，能验证金属活动性：Fe＞Cu B．通过实验①、②、③，能验证金属活动性：Fe＞Cu＞Ag C．实验④中X为Cu，Y为FeSO4，能验证金属活动性：Fe＞Cu D．实验④中X为Cu，Y为AgNO3，能验证金属活动性：Cu＞Ag6．为探究铜、锌、X三种金属的活动性，某同学做了如下实验。则三种金属的活动性由强到弱的顺序是（）实验操作现象产生气泡无明显现象X丝表面析出红色固体A．锌X铜 B．X锌铜 C．锌铜X D．铜X锌7．某同学为验证铁、铜、银的金属活动性顺序，设计了如图所示的实验，下列分析不正确的是（金属片均已打磨，且其形状大小相同）（）A．分析实验①②的现象，能判断出铁和铜的金属活动性强弱 B．分析实验③的现象，能判断出铜和银的金属活动性强弱 C．分析实验①③的现象，能判断出铁和铜的金属活动性强弱 D．分析实验①②③的现象，能判断出铁、铜、银的金属活动性强弱8．为验证锌，铁、铜三种金属的活动性顺序，小红设计了如图所示的四个实验，下列说法中正确的是（）A．通过实验①②③能验证锌的金属活动性比铁的强 B．实验③中溶液的质量变大 C．X可能为锌，Y可能为硫酸亚铁 D．只做实验③和④，一定不能验证锌、铁、铜的金属活动性顺序9．为探究锌、铜、铁三种金属的活动性顺序，某学习小组做了如甲图所示实验。实验结束后将试管①、试管②内的物质全部倒入同一烧杯中，充分反应后发现烧杯中的红色固体物质明显增多（如乙图所示）。下列说法不正确的是（）A．甲图所示试管②中反应后固体一定不含铁 B．乙图所示反应后烧杯中的固体一定含有铁 C．乙图所示反应后烧杯中的溶液一定含有氯化锌和氯化亚铁，可能含有氯化铜 D．乙图所示反应后烧杯中最后所得固体的质量一定大于2ag10．某化学兴趣小组进行如图所示的实验，探究Zn、Fe、Cu、Ag的金属活动性顺序，先进行如图甲、乙、丙的三个实验，再将丙中试管内的物质过滤，并向滤液中加入乙中剩余的铁；滤液中析出固体质量随反应时间的变化关系如图丁所示，下列说法中正确的是（）A．该实验可得出Zn＞Fe＞（H）＞Cu＞Ag的金属活动性顺序 B．丙实验试管内的物质过滤后所得滤液呈蓝色，滤渣肯定含Ag，可能含Cu C．图丁中b点对应溶液所含的溶质是Cu（NO3）2、Fe（NO3）2 D．图丁中c点对应溶液所含的溶质是Fe（NO3）211．为探究锌、铜、铁三种金属的活动性顺序及其相关性质，某学习小组做了如甲图所示实验。实验结束后，将试管①、试管②内的物质全部倒入同一洁净烧杯中，充分反应后如乙图所示。将烧杯乙中的物质过滤，得到滤渣和滤液。下列有关说法正确的是（）温馨提示：CuO+H2SO4═CuSO4+H2OA．滤渣中最多有三种物质 B．若滤液呈无色，滤液中的溶质可能有两种 C．若滤液中含有硫酸铜，滤渣中可能有两种物质 D．滤液的质量可能小于甲图中向两试管中加入的FeSO4溶液和稀硫酸的质量之和12．某化学兴趣小组的同学，为了比较金属R与铁、铜的金属活动性强弱，进行如下探究活动：【进行猜想】对三种金属的活动性顺序做出如下猜想：猜想一：R＞Fe＞Cu；猜想二：Fe＞Cu＞R；猜想三：。【收集证据】为了验证哪一种猜想成立，甲、乙、丙三位同