有關(guān)“金屬活動(dòng)順序”考題例析
河南省新安縣磁澗鎮(zhèn)第二初級(jí)中學(xué) 姚小偉
一、金屬活動(dòng)順序的判斷
金屬活動(dòng)順序判斷根據(jù)金屬與金屬的化合物溶液發(fā)生反應(yīng)現(xiàn)象來做出判斷。如果有若干個(gè)現(xiàn)象則判斷容易出現(xiàn)問題,為此結(jié)合數(shù)學(xué)方法得出數(shù)軸判斷法。
例1(2011年天原杯河南預(yù)賽試題)為比較四種金屬X、Y、Z、W的金屬活動(dòng)性,小剛做了一系列的實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下表所示。其中能反應(yīng)的記為” √”,不能反應(yīng)的記為“—”,無標(biāo)記的表示未做實(shí)驗(yàn)。
則它們的活動(dòng)順序?yàn)?BR>
A.Y>W>X>Z B.Y>W>Z>X C.Y>X>W>Z D.X>Y>W>Z
解析:
由第一列我們可以得出:X<W y>W Z<W,在數(shù)軸上表示為右圖所示。由圖可以看出:X和Z的位置無法判斷,為此我們只需要找出X和Z溶液反應(yīng)現(xiàn)象即可得出正確答案為A
二、完善金屬活動(dòng)順序設(shè)計(jì)方案
例2(2009年河南天原杯預(yù)賽)下圖為某同學(xué)探究鐵、銅、銀三種金屬活動(dòng)性順序的一組實(shí)驗(yàn)。

(1)上述實(shí)驗(yàn)中,有氣泡產(chǎn)生的是哪個(gè)實(shí)驗(yàn)?
(2)我國古代“濕法冶金”就是利用了C中的反應(yīng)原理,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(3)通過上述實(shí)驗(yàn),還不能證明鐵、銅、銀三種金屬的金屬活動(dòng)性順序,請(qǐng)你在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)幫助這位同學(xué)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模▽懗鰧?shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及結(jié)論)
解析:
由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象我們可以判斷出Fe>H Cu<H Fe>Cu Fe>Ag。
將上述結(jié)論在數(shù)據(jù)上表示為右圖所示:由圖可以看了一是C組實(shí)驗(yàn)不需要進(jìn)行,二是Ag的位置無法判斷,因此我們可以比較Cu和Ag的順序即可。
正確方法為:將銅放入硝酸銀中即可。
三、方案設(shè)計(jì)類
例3(2006年河南中考)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Zn、Cu、Ag三種金屬的活動(dòng)性順序,請(qǐng)寫出兩種可行方案所需的物質(zhì)。
解析:金屬活動(dòng)順序方案的設(shè)計(jì)主要依據(jù)金屬和金屬化合物溶液反應(yīng)的現(xiàn)象做出判斷,為了減少操作次數(shù),可以首先把所要驗(yàn)證的金屬按金屬活動(dòng)順序排序,然后選擇藥品。比哪三種金屬時(shí)可以用“兩邊金屬中間鹽,中間金屬兩邊鹽”來確定藥品。
解答:方案一:Zn、CuSO4、Ag; 方案二:Zn(NO3)3、Cu、AgNO3
例4(2010年咸寧中考)為探究Al、Fe、Cu三種金屬的活動(dòng)性順序,有甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案:
(1)甲同學(xué)將金屬分別放入盛有鹽酸的3支試管中。根據(jù)銅加入鹽酸中無變化, 及 現(xiàn)象,判斷出Al>Fe>Cu。
(2)乙同學(xué)只用一支試管,只取一次鹽酸也能證明Al>Fe>Cu,他在鹽酸中插入金屬的順序是Fe 。
(3)丙同學(xué)只調(diào)整了乙同學(xué)插入鹽酸中金屬的順序,也能得到正確結(jié)論。丙同學(xué)調(diào)整金屬的順序?yàn)?u> 。
解析:本題三種金屬活動(dòng)順序的判斷所提供的三種金屬兩種位于氫前金屬,因此本題著眼于與酸反應(yīng)的現(xiàn)象得出了方案一;對(duì)于方案二三,其基本思路“兩邊金屬中間鹽”,但改進(jìn)地方為所提供的金屬化合物溶液是由第一次插入金屬鐵與鹽酸反應(yīng)得到的,因此第二次插入金屬要求不破壞溶液,以便第三次使用;方案三與方案二的不同之處在于第一次插入酸的金屬不與酸反應(yīng),可以二次使用。
正確答案:(1)與酸反應(yīng)的產(chǎn)生氣泡的快慢;(2)Cu Al (3) Cu Fe Al
四、多種物質(zhì)間的置換反應(yīng)
例5 (2007年河南中考)在Cu(NO3)2、AgNO3 和Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量和鐵粉,充分反應(yīng)后可能有下列情況:
(1)若鐵粉過量,則反應(yīng)后溶液中所含有的金屬陽離子是
(2)若鐵粉不中,將反應(yīng)后的混合液過濾,則濾出的固體物質(zhì)中一定有:
解析:多種物質(zhì)間發(fā)生置換反應(yīng)首先要對(duì)所涉及的金屬元素的活動(dòng)順序進(jìn)行排序,然后根據(jù)“先遠(yuǎn)后近”的原則判斷發(fā)生反應(yīng)的先后順序,根據(jù)金屬量的多少判斷反應(yīng)的進(jìn)行程度。
正確答案:(1)鋅離子,亞鐵離子;(2)銀
五、綜合應(yīng)用
例6(2011年全國天原杯競賽復(fù)賽試題)某同學(xué)將一小包銅粉和鋅粉的混合物放入一定量的硝酸銀溶液中,使其充分反應(yīng)后過濾,得到固體和藍(lán)色濾液,并對(duì)濾液的組成進(jìn)行探究。
(1)鋅和硝酸銀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(2)同學(xué)們對(duì)濾液中所含的溶質(zhì)做出多種猜想,其中有兩種猜想可能成立,這兩種猜想是:①溶質(zhì)為 ;②溶質(zhì)為 。
(3)請(qǐng)你設(shè)計(jì)兩種實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證以上猜想。
解析:本題考查知識(shí)一是對(duì)多種物質(zhì)間置換反應(yīng)的考查,二是對(duì)銀離子檢驗(yàn)知識(shí)的考查。
解答:
(1)Zn + 2AgNO3=== Zn (NO3)2 +2Ag
(2)① 硝酸鋅和硝酸銅 ② 硝酸鋅、硝酸銅和硝酸銀
(3)
一、金屬活動(dòng)順序的判斷
金屬活動(dòng)順序判斷根據(jù)金屬與金屬的化合物溶液發(fā)生反應(yīng)現(xiàn)象來做出判斷。如果有若干個(gè)現(xiàn)象則判斷容易出現(xiàn)問題,為此結(jié)合數(shù)學(xué)方法得出數(shù)軸判斷法。
例1(2011年天原杯河南預(yù)賽試題)為比較四種金屬X、Y、Z、W的金屬活動(dòng)性,小剛做了一系列的實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下表所示。其中能反應(yīng)的記為” √”,不能反應(yīng)的記為“—”,無標(biāo)記的表示未做實(shí)驗(yàn)。
|
參加反應(yīng)的物質(zhì) |
X |
Y |
Z |
W |
|
W(NO3)2的溶液 |
— |
√ |
— |
|
|
ZNO3的溶液 |
√ |
√ |
|
√ |
|
稀鹽酸 |
— |
√ |
— |
√ |
則它們的活動(dòng)順序?yàn)?BR>
A.Y>W>X>Z B.Y>W>Z>X C.Y>X>W>Z D.X>Y>W>Z
解析:
由第一列我們可以得出:X<W y>W Z<W,在數(shù)軸上表示為右圖所示。由圖可以看出:X和Z的位置無法判斷,為此我們只需要找出X和Z溶液反應(yīng)現(xiàn)象即可得出正確答案為A二、完善金屬活動(dòng)順序設(shè)計(jì)方案
例2(2009年河南天原杯預(yù)賽)下圖為某同學(xué)探究鐵、銅、銀三種金屬活動(dòng)性順序的一組實(shí)驗(yàn)。

(1)上述實(shí)驗(yàn)中,有氣泡產(chǎn)生的是哪個(gè)實(shí)驗(yàn)?
(2)我國古代“濕法冶金”就是利用了C中的反應(yīng)原理,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(3)通過上述實(shí)驗(yàn),還不能證明鐵、銅、銀三種金屬的金屬活動(dòng)性順序,請(qǐng)你在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)幫助這位同學(xué)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模▽懗鰧?shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及結(jié)論)
解析:
由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象我們可以判斷出Fe>H Cu<H Fe>Cu Fe>Ag。
將上述結(jié)論在數(shù)據(jù)上表示為右圖所示:由圖可以看了一是C組實(shí)驗(yàn)不需要進(jìn)行,二是Ag的位置無法判斷,因此我們可以比較Cu和Ag的順序即可。正確方法為:將銅放入硝酸銀中即可。
三、方案設(shè)計(jì)類
例3(2006年河南中考)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Zn、Cu、Ag三種金屬的活動(dòng)性順序,請(qǐng)寫出兩種可行方案所需的物質(zhì)。
解析:金屬活動(dòng)順序方案的設(shè)計(jì)主要依據(jù)金屬和金屬化合物溶液反應(yīng)的現(xiàn)象做出判斷,為了減少操作次數(shù),可以首先把所要驗(yàn)證的金屬按金屬活動(dòng)順序排序,然后選擇藥品。比哪三種金屬時(shí)可以用“兩邊金屬中間鹽,中間金屬兩邊鹽”來確定藥品。
解答:方案一:Zn、CuSO4、Ag; 方案二:Zn(NO3)3、Cu、AgNO3
例4(2010年咸寧中考)為探究Al、Fe、Cu三種金屬的活動(dòng)性順序,有甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案:
(1)甲同學(xué)將金屬分別放入盛有鹽酸的3支試管中。根據(jù)銅加入鹽酸中無變化, 及 現(xiàn)象,判斷出Al>Fe>Cu。
(2)乙同學(xué)只用一支試管,只取一次鹽酸也能證明Al>Fe>Cu,他在鹽酸中插入金屬的順序是Fe 。
(3)丙同學(xué)只調(diào)整了乙同學(xué)插入鹽酸中金屬的順序,也能得到正確結(jié)論。丙同學(xué)調(diào)整金屬的順序?yàn)?u> 。
解析:本題三種金屬活動(dòng)順序的判斷所提供的三種金屬兩種位于氫前金屬,因此本題著眼于與酸反應(yīng)的現(xiàn)象得出了方案一;對(duì)于方案二三,其基本思路“兩邊金屬中間鹽”,但改進(jìn)地方為所提供的金屬化合物溶液是由第一次插入金屬鐵與鹽酸反應(yīng)得到的,因此第二次插入金屬要求不破壞溶液,以便第三次使用;方案三與方案二的不同之處在于第一次插入酸的金屬不與酸反應(yīng),可以二次使用。
正確答案:(1)與酸反應(yīng)的產(chǎn)生氣泡的快慢;(2)Cu Al (3) Cu Fe Al
四、多種物質(zhì)間的置換反應(yīng)
例5 (2007年河南中考)在Cu(NO3)2、AgNO3 和Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量和鐵粉,充分反應(yīng)后可能有下列情況:
(1)若鐵粉過量,則反應(yīng)后溶液中所含有的金屬陽離子是
(2)若鐵粉不中,將反應(yīng)后的混合液過濾,則濾出的固體物質(zhì)中一定有:
解析:多種物質(zhì)間發(fā)生置換反應(yīng)首先要對(duì)所涉及的金屬元素的活動(dòng)順序進(jìn)行排序,然后根據(jù)“先遠(yuǎn)后近”的原則判斷發(fā)生反應(yīng)的先后順序,根據(jù)金屬量的多少判斷反應(yīng)的進(jìn)行程度。
正確答案:(1)鋅離子,亞鐵離子;(2)銀
五、綜合應(yīng)用
例6(2011年全國天原杯競賽復(fù)賽試題)某同學(xué)將一小包銅粉和鋅粉的混合物放入一定量的硝酸銀溶液中,使其充分反應(yīng)后過濾,得到固體和藍(lán)色濾液,并對(duì)濾液的組成進(jìn)行探究。
(1)鋅和硝酸銀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(2)同學(xué)們對(duì)濾液中所含的溶質(zhì)做出多種猜想,其中有兩種猜想可能成立,這兩種猜想是:①溶質(zhì)為 ;②溶質(zhì)為 。
(3)請(qǐng)你設(shè)計(jì)兩種實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證以上猜想。
|
方案 |
實(shí)驗(yàn)操作 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
結(jié) 論 |
|
方案一 |
|
|
猜想①成立 |
|
方案二 |
|
|
猜想②成立 |
解析:本題考查知識(shí)一是對(duì)多種物質(zhì)間置換反應(yīng)的考查,二是對(duì)銀離子檢驗(yàn)知識(shí)的考查。
解答:
(1)Zn + 2AgNO3=== Zn (NO3)2 +2Ag
(2)① 硝酸鋅和硝酸銅 ② 硝酸鋅、硝酸銅和硝酸銀
(3)
|
實(shí)驗(yàn)操作 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
結(jié)論 |
|
方案一:取少量濾液于試管中,在濾液中插入一根銅絲(或銅片) |
如果銅絲表面無變化 或如果銅絲表面有銀白色固體析出 |
證明猜想①成立 或證明猜想②成立 |
|
方案二:取少量濾液于試管中,滴加幾滴稀鹽酸(或其他氯化物溶液) |
如果濾液無明顯變化 或如果有白色沉淀生成 |
證明猜想①成立 或證明猜想②成立 |
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