【同步实验课】实验02 探究金属活动性顺序（教师版）-2024年初中化学同步实验教学（下册）

【同步实验课】 探究金属活动性顺序 【实验目 的】 1．通过实验探究等活动认识金属活动性顺序。 2．依据金属活动性顺序，初步预测常见金属的主要性质，设计实验方，分析、解释有关的 实验现象，进行证据推理，得出合理的结论。 【实验仪 器】 试管、砂纸 【实验试 剂】 铝丝、铜丝、硫酸铜溶液、硝酸银溶液、硫酸铝溶液 【实验步 骤】 (1) 把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过一会取出，观察现象。 (2) 把一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中，过一会取出，观察现象。 (3) 把另一根洁净的铜丝浸入硫酸铝溶液中，过一会取出，观察现象。 【实验记 录】 （1）铝丝表面有红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变为无色。反应的化学方程式： 2l + 3uS4 ══ 3u+l2(S4)3 （2）铜丝表面有银白色物质生成，溶液由无色逐渐变为蓝色。反应的化学方程式： u + 2g3 ══ 2g+u(3)2 （3）无明显现象。 【实验讨 论】 (1)上述能发生的反应属于种基本反应类型中的置换反应。 (2)通过上述实验，可得出铝、铜、银的金属活动性顺序为l ＞ u ＞ g 。 (3)铝丝在实验前需要用砂纸打磨光亮，目的是除去表面的氧化膜。 (4)FeS4、Fel2、Fe(3)2溶液都呈浅绿色，是因为溶液中都含有Fe 2+ ； uS4、ul2、u(3)2溶液都呈蓝色，是因为溶液中都含有u 2+ 。 1 金属活动性顺序 通过大量的实验探究，归纳和总结出常见金属在溶液中的活动性顺序(填写名称)： 01 实验梳理 02 实验点拨 03 典例分析 04 对点训练 05 真题感悟 化学式： K Mg l Z Fe S Pb( )u g g Pt u 名 称：钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 氢 铜 汞 银 铂 金。 2 金属活动性顺序的应用 (1)判断金属活动性的强弱：金属的位置越靠前，它的活动性就越强。(前强后弱) (2)判断金属与酸的置换反应能否发生：位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。(氢前换氢)。 (3)判断金属与其他金属化合物溶液的置换反应能否发生：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。(强置换弱)。 【注意】 （1）初中阶段，金属与酸反应，所用的酸是盐酸或稀硫酸，不考虑使用浓硫酸和硝酸(与金属的反应 复杂)。 (2)金属与酸或其他金属化合物溶液的反应一般不选择K 、、 等金属，因为它们能与水反应。 3 验证“三种金属的活动性顺序”时试剂的选择 一般采用“取中”原则，简记为“两金夹一液”或“两液夹一金”。具体方法为： ①先排出金属活动性顺序； ②选取两边的金属和中间金属的化合物溶液，即“两金夹一液”(或选取中间的金属和两边金属的化 合物溶液，即“两液夹一金”)。 【注意】 如三种金属中有两种金属位于氢前面，还可采用“三金一酸”的方法(选取三种金属和盐酸或稀硫酸)。 【典例01】某校初三某同学在探究金属X、Y、Z 的活动性顺序时，把X 和Y 分别放入稀硫酸中，X 溶解 并产生氢气，Y 不反应。把Y 和Z 分别放入硝酸银溶液中，过一会，在Y 表面有银析出，而Z 没有变化。 这三种金属的活动性由强到弱的顺序为( ) A．Z、Y、X B．X、Y、Z ．Y、X、Z D．X、Z、Y 【答】B 【详解】X 能和稀硫酸反应，Y 不能和稀硫酸反应，所以X 的金属活动性强于Y；Y 能将硝酸银溶液中的 银置换出来，而Z 不能，说明Y 的金属活动性强于Z，所以三种金属的活动性由强到弱的顺序为X＞Y＞ Z。 故选B。 【典例02】金属M 与g3溶液发生反应： ，下列说法正确的是( ) ．M 可能是铝 B．g 的金属活动性比M 强 ．M 的化合价由0 价变为+2 价 D．在金属活动性顺序里，M 一定排在氢前 【答】 【详解】金属M 与g3溶液反应 M+2g3=M(3)2+2g ，说明M 的金属活动性比银强，生成的化合物为 M()2，硝 酸根显 −1 价，则M 显 +2 价。 、该M 显 +2 价，该金属不可能是铝，故选项说法错误； B、由上述分析，M 的金属活动性比银强，故选项说法错误； 、由化学方程式知，反应前后M 的化合价发生了改变，由0 价变为＋2 价，故选项说法正确； D、金属M 的活动性比银强，但不一定排在氢的前面，故选项说法错误。 故选。 【典例03】为验证镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，可选用的一组物质是( ) ．铜、氯化亚铁溶液、氯化镁溶液 B．铁、铜、氯化镁溶液 ．镁、氧化铜、硫酸亚铁溶液 D．铁、硫酸铜溶液、氯化镁溶液 【答】 【详解】、铜不能与Mgl2溶液、Fel2溶液反应，说明铜在镁和铁的后面，不能证明铁和镁的顺序，故错误； B、铁和铜不能与氯化镁溶液反应，说明镁在铁和铜的前面，不能说明铁和铜的顺序，故B 错误； 、Mg 不与氧化铜、FeS4溶液发生反应，说明镁在铜的前面，氧化铜不和硫酸亚铁溶液反应，不能说明铁 和铜的顺序，故错误； D、铁不能与氯化镁溶液反应，说明镁＞铁，铁能与硫酸铜溶液反应生成铜，说明铁＞铜，可以证明其活 动性顺序为镁＞铁＞铜，故D 正确。 故选D。 1．(2023 春·吉林松原·九年级统考期中)验证锌、铜的金属活动性顺序，下列试剂不能选用的是( ) ．MgS4溶液 B．ZS4溶液 ．uS4溶液 D．稀盐酸 【答】 【详解】、铜、锌都不能与硫酸镁溶液反应，说明铜、锌的金属活动性比镁弱，不能验证锌、铜的金属活 动性顺序，符合题意； B、铜不能与硫酸锌溶液反应，说明锌活动强于铜，能验证锌、铜的金属活动性顺序，不符合题意； 、锌能与硫酸铜溶液反应生成铜，说明锌的金属活动性比铜强，能验证锌、铜的金属活动性顺序，不符合 题意； D、锌能与稀盐酸反应生成氢气，铜不能与稀盐酸反应，说明锌的金属活动性比氢强，铜的金属活动性比 氢弱，即锌＞>铜，能验证锌、铜的金属活动性顺序，不符合题意。 故选。 2．(2023 秋·河北廊坊·九年级统考期末)某金属R 与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 ， 下列说法错误的是( ) ．R 的金属活动性比铜强 B．若R 为铁，反应后其表面会附着红色固体 ．R 可能是l D．若R 为铁，反应后固体的质量会增大 【答】 【详解】、R 能与硫酸铜发生置换反应，说明R 的金属活动性比铜强，正确； B、R 能与硫酸铜反应生成铜，在表面会观察到有红色固体，B 正确； 、l 形成化合物的化合价为+3，硫酸铝的化学是为l2(S4)3，错误； D、R 为铁，反应为Fe+uS4=FeS4+u，每56 份质量的铁能生成64 份质量的铜，固体质量会增大，D 正确。 故选：。 3．(2023 秋·河南信阳·九年级统考期末)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， 其中可行的是( ) ．将u 分别加入ZS4、FeS4溶液中 B．将Z、u 分别加入FeS4溶液中 ．将Fe、u 分别加入ZS4溶液中 D．将Z 分别加入FeS4、uS4溶液中 【答】B 【详解】、将u 分别加入ZS4、FeS4溶液中，会发现u 与两种溶液均不发生反应，只能证明铜的活动性顺序 小于铁和锌，无法判断铁和锌的活动性顺序，方不可行，不符合题意； B、将Z、u 分别加入FeS4溶液中，Z 可以与硫酸亚铁溶液反应置换出铁单质，证明金属活动性顺序Z＞ Fe，u 不与硫酸亚铁溶液反应，证明金属活动性顺序Fe＞u，综上Z＞Fe＞u，方可行，符合题意； 、将Fe、u 分别加入ZS4溶液中，Fe 和u 与ZS4溶液均不反应，只能证明Z 的活动性顺序大于u 和Fe，无 法判断铁和铜的活动性顺序，方不可行，不符合题意； D、将Z 分别加入FeS4、uS4溶液中，Z 与两种溶液均能发生置换反应，生成铁单质和铜单质，只能证明Z 的活动性顺序大于u 和Fe，无法判断铁和铜的活动性顺序，方不可行，不符合题意； 故选B。 4．(2023 秋·山东临沂·九年级校考期末)已知金属R 和Fe、活动性强弱关系为Fe＞R＞，下列说法正确的是 ( ) ．金属R 放入Mg(3)2溶液中，有镁析出 B．金属R 放入稀硫酸溶液中，有气泡产生 ．金属铁(足量)放入无色的R(3)2溶液中，溶液变黄色 D．金属R 放入g3溶液中，一段时间后溶液质量一定变大 【答】B 【详解】、由题意和金属活动性顺序表知，金属R 和Fe、Mg 活动性强弱关系为：Mg> Fe>R，金属R 放入 Mg(3)2溶液中，不会有镁析出，选项错误； B、由题意知，金属R 和活动性强弱关系为：R＞，金属R 放入稀硫酸溶液中，R 和稀硫酸生成氢气，有气 泡产生，选项正确； 、由题知道，金属R 和Fe 活动性强弱关系为：Fe>R，金属铁(足量)放入R(3)2溶液中，发生置换反应，生 成亚铁盐，溶液变浅绿色，选项错误； D、由题意和金属活动性顺序表知，R、g 活动性强弱关系为：R>g，金属R 放入g3溶液可以发生置换反应， 但由于不知道R 的化合价以及和银原子相对原子质量的大小关系，一段时候后溶液的质量不能确定，选项 错误。 故选B。 5．(2023 秋·河南驻马店·九年级统考期末)(2 分)某兴趣小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，设 计了如图所示的方： (1)Ⅰ中发生反应的化学方程式为 ； (2)通过以上实验， (选填“能“或“不能")得出三种金属的活动性的强弱。 【答】(1) (2)能 【详解】(1)Ⅰ中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，反应的化学方程式为 ，故填： ； (2)通过Ⅰ中实验可得出铜的金属活动性比银强，即铜＞银；通过Ⅱ中实验可得出铝的金属活动性比铜强， 即铝＞铜，因此能得出三种金属的金属活动性由强到弱的顺序为：l＞u＞g，故填：能。 6．(2023 春·内蒙古呼伦贝尔·九年级校考期中)下图为化学小组探究金属的化学性质所做的三个实验。请回 答下列问题。 (1)中发生反应的化学方程式是 。 (2)中无明显现象的原因是 。 (3)根据实验 (填字母)可比较出三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。 【答】(1)u+2g3=u(3)2+2g (2)在金属活动性顺序表中，铜位于氢之后，因此铜和稀盐酸两者没有发生化学反应 (3) B 铁、铜、银(或Fe、u、g) 【详解】(1)中，铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜，化学方程式为：u+2g3=u(3)2+2g； (2)在金属活动性顺序表中，铜位于氢之后，因此铜和稀盐酸两者没有发生化学反应，所以中无明显现象； (3)根据实验的现象：铜表面有银白色固体析出，可知道金属铜的金属活动性比银强，根据B 实验的现象： 铁丝表面有红色物质析出，可知金属铁的金属活动性比铜强，所以根据B 实验可比较出三种金属的活动性 由强到弱的顺序是：铁、铜、银(或Fe、u、g)。 7．(2023 秋·陕西渭南·九年级统考期末)为了探究金属的化学性质，某校化学兴趣小组设计以下实验： 实验：探究Fe、u、g、R 四种金属的活动性顺序(R 为未知金属)。 【实验装置】 【实验现象与结论】 (1)如图所示，将四根金属棒同时插入烧杯中。甲烧杯中发生反应的化学方程式为 ，乙烧杯中可观察到 的现象是 。 (2)如图B 所示，若丙、丁烧杯中R 表面均有明显现象，可得出Fe、u、g、R 的活动性顺序由强到弱为 。 实验Ⅱ：金属R 可能是T 吗？ 【实验探究】 步骤一：在试管中加入一定量金属钛，滴入少量稀盐酸，有气泡均匀放出，反应后固体有剩余。 步骤二：取“步骤一”反应后的溶液，插入铁片，无明显现象。 (3)由此证明金属R (填“可能”或“不可能”)是T。 【拓展应用】 (4)若要验证u、g、T 的活动性强弱，可选择的试剂组是______(填字母)。 ．T、u、g、稀硫酸 B．u、g、T(S4)2溶液 ．T、g、uS4溶液 (5)钛是化学性质比较活泼的金属，但在常温下钛的抗腐蚀性很强。即使把钛放在海水中数年，取出后仍光 亮如初，可能的原因是 。 【答】(1) 铁棒表面有红色固体生成，银棒表面无明显现象，溶液由蓝色变为浅 绿色 (2)R>Fe>u>g (3)可能 (4) (5)T 能与氧气反应其表面生出一层致密的氧化膜。 【详解】(1)如图所示，根据金属活动性Fe>()>u>g： 甲烧杯中铜不与稀硫酸反应，铁与稀硫酸反应生出硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为 ； 乙烧杯中银不与硫酸铜反应，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，可观察到的实验现象是铁棒表面有红色 固体生成，银棒表面无明显现象，溶液由蓝色变为浅绿色； (2)根据活动性顺序表中，前面金属能把后面金属从其盐溶液中置换出来，如图B 所示，若丙、丁烧杯中R 表面均有明显现象，可知金属活动性R>Fe，R>u，可得出Fe、u、g、R 的活动性顺序由强到弱为 R>Fe>u>g； (3)步骤一：在试管中加入一定量金属钛，滴入少量稀盐酸，有气泡均匀放出，可知金属钛能与稀盐酸反应 生出氯化钛和氢气，反应后固体有剩余，说明稀盐酸反应完，得到氯化钛的溶液； 步骤二：取“步骤一”反应后的溶液，即氯化钛的溶液，插入铁片，无明显现象，说明铁无法置换出钛， 可知金属活动性T>Fe，由此证明金属R 可能是T； (4)由以上分析可知金属活动性：T>()>u>g： 、T 能与稀硫酸反应，u、g 不能与稀硫酸反应，可验证金属活动性T>u、T>g，无法验证铜、银的金属活 动性，不符合题意； B、u、g 均不能与T(S4)2溶液反应，可验证金属活动性T>u、g，无法验证铜、银的金属活动性，不符合题 意； 、T 能与uS4溶液反应，可验证金属活动性T>u，g 不能与uS4溶液反应、可验证金属活动性u>g，则u、 g、T 的活动性T>u>g，符合题意。 故选：。 (5)钛是化学性质比较活泼的金属，但在常温下钛的抗腐蚀性很强。即使把钛放在海水中数年，取出后仍光 亮如初，可能的原因是T 能与氧气反应其表面生出一层致密的氧化膜。 8．(2023 秋·山东临沂·九年级校考期末)铝合金主要含铝、铜、镁三种金属，小明为了探究这三种金属的活 动性顺序，设计了以下实验： (1)甲试管中的实验现象是 ，相应的化学方程式为 ；由此能得出的结论是 的 金属活动性更强。 (2)小红认为实验乙、丙中均无明显现象，对完整的结论没有作用，都可以省去。你的看法是 。(填字母) ．乙、丙都不能省去 B．乙、丙都能省去 ．乙可以省去，丙不能省去 D．丙可以省去，乙不能省去 (3)除小明的方外，你还可以用金属铝、铜、镁与 反应的剧烈程度比较金属的活动性强弱。 【答】(1) 铝丝表面附着一层红色固体，溶液由蓝色变成无色 2l+3uS4=3u+l2(S4)3 铝 (2)D (3)稀硫酸/稀盐酸 【详解】(1)金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来。铝 的金属活动性比铜强，所以甲试管中的实验现象是铝丝表面附着一层红色固体，溶液由蓝色变成无色，相 应的化学方程式为：2l+3uS4=3u+l2(S4)3 ；由此能得出的结论是铝金属活动性更强。 (2)实验甲说明l>u，实验乙说明Mg>l，实验丙说明l>u，所以根据实验甲和实验乙就可以说明Mg>l>u，故 选D。 (3)除小明的方外，还可以用金属铝、铜、镁与稀硫酸或稀盐酸反应的剧烈程度比较金属的活动性强弱，铜 的表面无现象，镁与稀硫酸或稀盐酸反应比铝与稀硫酸或稀盐酸反应剧烈，从而说明Mg>l>u。 1．(2023·青海西宁·统考中考真题)现有 X、Y、Z 三种金属，只有 X 在自然界中主要以单质形式存在；若 把 Y、Z 分别放入硫酸铜溶液中，Y 表面有铜析出，而 Z 没有变化｡则这三种金属的活动性由弱到强的顺序 为( ) ．Y、Z、X B．Y、X、Z ．X、Y、Z D．X、Z、Y 【答】D 【分析】根据金属活动性顺序的意义进行分析，在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气， 位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来； 在自然界主要以单质形式存在，说明其性质稳定。 【详解】由题意可知，X、Y、Z 三种金属中只有X 在自然界中主要以单质形式存在，说明X 的活动性最 弱；把 Y、Z 分别放入硫酸铜溶液中，Y 表面有铜析出，而 Z 没有变化，说明金属的活动性Y>铜>Z，故 三种金属的活动性由强到弱的顺序为X、Z、Y；所以，D 正确，、 B、错误。 故选D。 2．(2023·西藏·统考中考真题)将粗细相同的X、Y、Z 三种金属丝分别放入质量和浓度相同的稀盐酸中，根 据下图所示的实验现象，三种金属的活动性强弱顺序正确的是( ) ．Y>Z>X B．X>Z>Y ．Z>Y>X D．Z>X>Y 【答】B 【详解】根据金属与酸反应时，越活泼的金属与酸反应越剧烈，而排在氢后的金属不能与酸反应，如图所 示，X 反应最剧烈，Z 不如X 剧烈，则X>Z>，Y 不与酸反应无气泡生成，则>Y，故三种金属活动性顺序 是X>Z>Y，故选：B。 3．(2023·内蒙古呼和浩特·统考中考真题)某兴趣小组为探究Z、Fe、u 三种金属的活动性，进行如图所示探 究实验。 下列有关实验的说法不正确的是( ) ．甲试管中观察到的现象是Fe 表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色 B．通过乙试管的实验可以比较Z 与Fe 的金属活动性强弱 ．若是Z，b 是 溶液，即可实现实验目的 D．若是Fe，b 是 溶液，则无需甲试管的实验也能实现实验目的 【答】 【详解】、甲试管中铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，因此可观察到Fe 表面产生气泡，溶液由无色变为 浅绿色，故选项说法正确； B、实验中乙试管中无明显现象，说明锌的活动性比铁强，故选项说法正确； 、丙试管中，若是Z，b 是 溶液，实验中锌能置换出铜，说明锌的活动性比铜强，结合乙试管中的 实验现象可知，锌的活动性比铁强，但无法比较铁、铜的活动性，故选项说法不正确； D、丙试管中，若是Fe，b 是 溶液，实验中铁能置换出铜，说明铁的活动性比铜强，结合乙试管中 的实验现象可知，锌的活动性比铁强，能得出Z、Fe、u 三种金属的活动性：Z＞Fe＞u，故选项说法正确。 故选。 4．(2023·山东聊城·统考中考真题)为证明Fe、u、g 三种金属的活动性强弱，下列实验方能达到目的的是( ) ．将Fe、u、g 分别放入稀盐酸中 B．将u 分别放入Fel2、g3溶液中 ．将u、g 分别放入FeS4溶液中 D．将Fe 放入稀盐酸、u 放入g3溶液中 【答】B 【详解】、将Fe、u、g 分别