名师导学——1.5 寻找金属变化的规律

1．5寻找金属变化的规律(2)
点击要点
1．金属活动性顺序由强逐渐减弱：
K Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
2．金属活动性顺序应用规律：
(1)金属与酸的置换反应：
Fe+2HCl=====
Zn+H2SO4===== (实验室制H2)
只有排在金属活动性顺序的金属才能和酸发生置换反应。

(2)金属和盐的置换反应：
(我国古代湿法炼铜) Cu+2AgNO3=====
只有排前面的金属才能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来。

典题分析
例1等质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸应(已知M、N在生成物中均为+2价)，生成氢气质量和反应时
间的关系如右图所示，下列叙述正确的是( )
A．M、N两种金属中较活泼的是N
B．生成H2的质量M<N
C．相对原子质量较大的是N
D．产生H2的速率N>M
巩固训练2 某兴趣小组为探究活泼金属与酸反应的规律，将质
量相等的甲、乙两种金属分别放入到质量分数相同的足量稀盐酸中，经
实验测定并绘制出生成氢气的质量与反应时间的关系(见图)。

分析图像
得到的以下结论中，一定正确的是( )
A．金属甲比金属乙活泼
B．金属甲比金属乙的相对原子质量大
C．金属乙比金属甲的反应速率大
D．金属乙比金属甲的化合价高
例2 小明探究金属单质的活泼性时发现：X、Y都能与稀硫酸反应放出氢气而Z不能；Y能在X的盐溶液中置换出X。

则它们的金属活动顺序为( )
A．X>Y>(H)>Z B．Y>X>(H)>Z C．X>Z>(H)>Y D．Y>(H)>X>Z
巩固训练2 (2010日照)X、Y、Z是三种不同的金属，将X、Y分别放入稀盐酸中，只有X表面产生气泡；将Y、Z分别放入硝酸银溶液中，一会儿后，Y表面有银析出，而Z 无变化。

根据以上实验事实，判断三种金属的活动性顺序为( )
A．X>Y>Z B．X>Z>Y C．Z>X>Y D．Y>Z>X
跟踪演练
一、选择题
1．下列物质中能与CuSO4溶液发生置换反应的是( )
A．Ag B．Fe C．NaOH溶液D．HCl溶液
2．“金银铜铁锡”俗称五金。

在这五种金属中，金属活动性最强的是( )
A．铁B．金C．银D．铜
3．下列金属中，只能与硝酸银溶液反应，不能与稀硫酸反应的是( )
A．镁B．银C．铜D．铝
4．(2010武汉)将金属M置于硫酸锌溶液中，无明显现象发生；而将其置于硫酸铜溶液中，表面有红色固体物质析出。

由此可判断M、Zn、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为( ) A．M、Zn、Cu B．Zn、M、Cu C．Zn、Cu、M D．Cu、M、Zn
5．有甲、乙、丙、丁四种金属。

只有甲在自然界主要以游离态存在。

丁盐的水溶液不能用乙制的容器盛放，但可以用丙制的容器盛放。

这四种金属的活动性由强到弱的顺序是( ) A．甲>乙>丁>丙B．丙>丁>乙>甲C．丙>乙>丁>甲D．乙>丁>丙>甲
6．金属X放人CuSO4溶液中有红色物质析出，放人ZnS04溶液中无现象。

则三种金属活动陛由强到弱排列的是( )
A．Zn、X、Cu B．Cu、X、Zn C．Zn、Cu、X D．X、Zn、Cu
7．某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序，设计了四种方案：①将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中；②将Fe、Cu分别加入到ZnSO4溶液中；③将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中；④将Fe分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中。

其中可行的是( )
A．①④B．①②C．②③D．③④
8．分别用以下三组物质比较锌和铜的金属活动性：Zn、Cu、稀硫酸；②Zn、Cu、MgSO4溶液；③Zn、CuSO4溶液。

仅用组内物质就能够直接达到目的的是( )
A．仅有①B．②③C．①③D．①②③
9．现有4g由Cu和另一种金属形成的混合物，将其加入足量的稀盐酸充分反应后得到0．2g
选项A B C D Ag Zn Fe Mg
金属活动性顺序强K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au弱
10．(2010新疆)废旧手机的某些部件中含有Mg、Al、Cu、Ag等金属，为了回收重金属，将旧手机的部件粉碎并浸入足量稀硫酸中充分反应过滤，所得固体中含有的金属是( ) A．Mg、Al B．Cu、Ag C．Al、Cu D．Mg、Ag
二、填空题
11．整理和归纳是有效的学习方法。

下面是某学习小组的同学对Mg、Fe、Cu、Hg、Ag五种金属相关知识的归纳复习，请你参与并回答问题：
(1)从物理性质上看，每种金属都有自己的特性。

你认
为Hg与其他金属的不同之处是
(2)从化学性质上看，与盐酸反应最剧烈的是。

这五种金属中，有一种金属的盐溶液能与其他四种金属发生反应，该金属是。

(3)性质决定用途，用途反映性质是重要的化学学科思想。

用镁粉制作的烟花在夜空中发
出耀眼的白光，这是利用了镁的 性。

12．请根据常见金属性质回答问题：
(1)将以下常见金属的活动性顺序补充完整。

K Ca_Na Mg □ zn Fe sn Pb(H)cu Hg □ Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
(2)黄金首饰不易锈蚀的主要原因是
(3)从Mg 、Zn 、Cu 、Fe 中选出适当的物质与稀硫酸反应，写出反应的化学方程式(写一个
即可)
(4)用CuSO4配制农药波尔多液时不能在以下 (填序号)中进行。

A ．塑料桶
B ．铁桶
C ．木桶
二、买验探究题
13．同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和
稀盐酸，只用一只试管，取一次盐酸的探究方案。

请你和他们一起完善下表的探究方案并
回答有关问题。

实验步骤
观察到的现象 ①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用。

②在①所得的溶液中，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。

结论：金属活动性Al>Fe>cu
(2)小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出AI>Fe>H>Cu 的结
论。

这个实验是
14．(2010兰州)某校化学兴趣小组的同学们帮助实验老师整理化学药品室时，发现两个未贴
标签的试剂瓶中分别存放银白色金属片。

到底它们是哪两种金属?请同学们设计实验方案
对这两种金属X 和Y 的金属活动性顺序进行实验探究。

实验步骤 实验现象 结 论
分别把这两种金属放人溶液中，观察。

金属Y 表面无明显变化；金属X 的表面有大量
气泡冒出。

将燃着的木条放在金属X 的试管
口，气体燃烧。

金属活动性顺序：
(2)上述实验之前，实验老师只知道X、Y可能是锌银中的各一种，则根据实验结果说明Y 就是。

(3)小明同学提出，还可以用其他方法证明X、Y的活动性。

请你帮他补充完整：
原因是(用化学方程式表示)
提高班习题精选
1．(2010大连)焊锡是锡铅合金，把铅加入锡中制成合金的主要目的是( )
A．增加强度
B．降低熔点
C．增加延展性
D．增强抗腐蚀性
2．现有甲、乙、丙、丁四种金属，将它们分别投入盐酸中，只有丙、丁发生反应并产生气泡；将丁投入丙的硝酸盐溶液中，有金属丙析出；将甲投入乙的硝酸盐溶液中，有金属乙析出。

这四种金属的活动性顺序是( )
A．丁>丙>甲>乙
B．乙>甲>丙>丁
C．丙>丁>甲>乙
D．丁>丙>乙>甲
3．北京2008奥运会金牌为金镶玉，某化学兴趣小组对金牌中金属成分提出猜想。

甲同学认为是由金银合金制成；乙同学认为是由黄铜(铜锌合金)制成。

为了验证他们的猜想哪个可能正确，进行如下实验：取制造这种金牌的材质粉末少量，加入试剂X。

则X不可以
．．．是下列试剂中的( )
A．硫酸锌溶液B．盐酸C．硫酸铜溶液D．硝酸银溶液
4．(2010江西)将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应，产生氢
气的质量与反应时间的关系如右图。

关于甲、乙两金属的判断合理的是
( )
A．铁、镁B锌、镁C．锌、铁D．铁、锌
5．金属Ni、Mn分别放入其他三种金属X、Y、Z的盐溶液中，反应的结果和有无金属析出的情况如下表所示。

X盐溶液Y盐溶液Z盐溶液
Ni 无无有
Mn 无有有
它们的金属活动性由强到弱的顺序为( )
A．X Mn Y Ni Z
B．Z Ni Y Mn X
C．Z Mn Y Ni X
D．X Mn Ni Y Z
6．(2010孝感)向硝酸银、硝酸铜、硝酸镁的混合溶液中加入一些铁粉，待完全反应后，再过滤。

下列情况不可能存在的是( )
A．滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、cu2+、Fe2+、Mg2+
B．滤纸上有Ag、cu，滤液中有Ag+、Fe2+、Mg2+
C．滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Fe2+、Mg2+
D．滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中有Fe2+、Mg2+
7．某校甲、乙两个兴趣小组为探究锌、铜、银三种金属的化
学活动性顺序，甲组同学选用了三种物质(填化学式，下同)进行实验；乙组同学通过讨论选用了与甲组同学完全不同的三种物质
进行实验，结果两组同学都顺利地得出了正确结论。

8．将下列没写全的金属活动性顺序表中的金属填全，并回答问题：
(1)K Ca Na Mg Pb(H)Cu Pt Au；
(2)下列给出的每组中的两种物质，能发生置换反应的，请在横线上写出化学方程式；不能
反应的，请说明理由。

①金属钾与稀盐酸：
②铜与硝酸汞溶液：
③氯化镁溶液与铜：
(3)如果要验证Fe、Cu、A9的金属活动性顺序，你要选择的一组试剂是：。

9．(2010广州)在金属活动顺序里，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里置换出来。

(1)硫酸铜溶液中，大量存在的离子是；
(2)将铝丝浸入硫酸铜溶液中，静置，观察到的现象是
结合现象进行分析，溶液中减少的离子是，增加的离子是。

(3)除硫酸铜溶液外，将铝丝浸入(任举～例)溶液中，也能产生相同
的实验现象。

10．某校同学以“比较锰、铁、铜3种金属的活动性”为课题进行探究。

提供的药品：铁片、铜片、锰片、稀盐酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液。

【做出猜想】他们考虑到铁的活动性比铜强，对三种金属的活动性顺序作出如下猜想。

猜想一：锰>铁>铜；猜想二：铁>铜>锰；
猜想三：
【设计实验】为了验证猜想成立，同学们分成三组，分别针对一种猜想设计实验方案。

(1)第一组验证猜想一。

实验方案是将锰片、铁片分别放入稀盐酸中，观察现象。

(2)第二组验证猜想二。

实验方案是将锰片放入中，观察现象。

(3)第三组验证猜想三。

实验方案是(只用两个实验)：
【实验及结论】各组通过实验和交流，确认猜想一是正确的。

第一组同学的实验现象是：
【拓展研究】随后同学们对探究金属活动性的方案设计作了进一步研究。

为了验证甲、乙、丙、丁四种金属的活动性依次减弱，某同学设计了如下方案：①把甲放入乙的盐溶液中；②把乙放入丙的盐溶液中；③把乙放人丁的盐溶液中；④把丁放入丙的盐溶液中。

你认为哪个实验没有必要做?请说明理由。

11．现有铜与另一种金属R(可能是银、镁、铁中的一种)的混合粉末。

欲确定R的成分，请你一起完成：
(1)请将银、镁、铁三种金属的元素符号填写在下列金属活动性顺序表中的相应位置。

(2)取少量的金属粉末于试管中，逐滴加入稀硫酸，有气泡产生，则R不可能是。

(3)待不再产生气泡时，再进行(填实验操作方法)，得到溶液和铜。

然后往溶液中加入洁净的锌片，锌片表面有金属析出，则R是
(4)写出金属R与稀硫酸反应的化学方程式
该反应的基本类型属于——(填“化合”、“分解”、“置换”或“复分解”)反应。

12．某同学为了测定黄铜屑(由锌和铜形成的合金)样品组成，取四份样品分别加稀硫酸反应，其实验数据记录如下表：
样品第1份第2份第3份第4份取样品质量／g 50.0 50.0 50.0 5.0
取稀硫酸质量／g 40.0 80.0 120.0 160.0
产生气体质量／g 0.4 0.8 1.0 1.0
试计算：
(1)经分析，在第l份样品测得的数据中，(填物质)完全反应了。

(2)列式计算黄铜屑样品中锌的质量分数和所用稀硫酸中溶质的质量分数。

(3)请在图中画出在50.0g样品中加稀硫酸的质量与产生气体质量变化关系的示意图。

答案
【点击要点】
1．Ca H 2．(1)FeCl2+H2↑ ZnO4+H2↑ 氢前面(2)Fe+CuS04=====FeSO4+Cu Cu(NO3)2+2Ag
【典题分析】
例l C解析：越活泼的金属在相同的时间内产生的氢气就越多，从图中可知，M、N两种金属中较活泼的是M，生成H2的质量M>N，产生Hz的速率N<M。

规律小结：本题主要考查了金属的活动性顺序及金属与酸反应中量的关系。

金属与酸反应时若金属足量，，酸等量则产生的氢气的质量相等，若金属等量，酸足量则产生的氢气不相等，其相对原子质量与化合价的比值越大，产生的氢气越少，比值越小，产生的氢气越大。

巩固训练l C
例2 B解析：金属活动性顺序的判断方法：①根据金属能否与酸反应产生氢气来判断，若能与酸反应产生氢气，则在金属活动性顺序中排在氢的前面②根据与酸反应产生氢气速度的大小来判断，产生氢气速度大的金属排在产生氢气速度小的金属的前面③根据金属和另一种金属的盐溶液是否反应来判断，若A能从B的盐溶液中置换出B则A排在B的前面，若不能反应，则A排在B的后面。

X、Y能与稀硫酸反应说明在金属活动性顺序中排在氢的前面，Z不能反应，说明排在氯的后面；Y能置换出X的盐溶液中的X，说明Y排在X的前面，所以它们的金属活动顺序为Y>X>Z。

巩固训练2 A
【跟踪演练】
1．B 2．A．3．C 4．B 5．D 6．A 7．A 8．C 9．D l0．B
11．(1)常温下Hg是液体而其余均为固体(2)Mg或镁Ag或银(3)可燃
12．(1)A1 Ag (2)黄金的金属活动性弱(或黄金的化学性质稳定：黄金不易跟氧气反应等) (3)Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ (或Mg+H2SO4===CaSO4+H2↑；Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑) (4)B 13．(1)产生气泡，溶液由无色变为浅绿色铜丝铝丝溶液由浅绿色变为无色(2)把铜丝插入稀盐酸中14．(1)稀盐酸(凡合理答案均可得分)X>Y(2)银(3)(合理即可)
【提高班习题精选】
1．B 2．A 3．A 4．D 5．A 6．B 7．Zn、CuCl2(或Cu(NO3)2或CuSO4、Ag ZnCl2(或ZnSO4或Zn(NO3)2)、Cu、AgNO38．(1)Al、Zn、Fe、Sn Hg、Ag(2)①2K+2HCl===2KCI+H2↑ ②Hg(NO3)2+Cu===Cu(NO3)2+Hg③在金属活动性顺序表中，铜排在镁元素的后面，不能将镁元素从其盐溶液中置换出来(3)Fe、Ag、CuSO4溶液(合理即可) 9．(1)Cu2+、So42+(2)铝丝表面有红色物质生成，溶液由蓝色变为无色Cu2+A13+(3)氯化铜溶液10．【作出猜想】铁>锰>铜【设计实验】(2)硫酸铜溶液(3)将两片锰分别放入硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液中，观察现象(或将铁片和铜片分别放人硫酸锰溶液中、锰片放入硫酸铜溶液中，观察现象)(或将铁片放入硫酸亚铁溶液中、锰片放入硫酸铜溶液中，观察现象) (或将锰片放入硫酸亚铁溶液中、铜片放入硫酸锰溶液中，观察现象)【实现及结论】都有气泡产生，锰片的反应比铁片的反应剧烈【拓展探究】实验③实验①②④已可验证4种金属的活动性顺序，没必要进行实验③ ll．(1)Mg Fe Ag(2)银(3)过滤铁(4)Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ 置换l2．(1)硫酸(2)解：设样品中参加反应的锌的质量为x，参加反应的80g稀硫酸溶液中硫酸的质量为y。

Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
65 2
z l.0g
Zn+H 2SO 4===ZnSO 4+H 2↑
98 2
y 0.8g
65:2=x:1.09 x=32.5g 98:2=y:0.8g y=39.2g ， 黄铜屑样品中的锌的质量分数为：
g
g 505.32×100％=65％ 所用稀硫酸中溶质的质量分数为：
g
g 802.39×100％=49％ (3)图略。