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- 2021-05-10 发布
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金属活动性探究
例1 某化学兴趣小组为验证Ag、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,设计了如下图所示的实验操作。其中可以达到实验目的的组合是( )
A.①③ B.②④ C.④⑤ D.②③
解析 ①铁丝表面有红色物质析出,说明铁比铜活泼,③铜丝表面无现象,说明铜不如铁活泼,二者不能确定银与铁、铜的活动性,A错误;②铜丝表面有银白色物质析出,说明铜比银活泼,④铁丝表面有气泡,说明铁排在氢的前面,但不能确定铁与铜、银的活动性,B错误;④铁丝表面有气泡,说明铁排在氢的前面,⑤银丝表面没有气泡,说明银排在氢的后面,但不能确定铜与铁、银的活动性,C错误;②铜丝表面有银白色物质析出,说明铜比银活泼,③铜丝表面无现象,说明铜不如铁活泼,可得出Ag、Fe、Cu三种金属的活动性: Fe>Cu>Ag,D正确。
答案 D
例2 银、铁、铜是日常生活中经常接触到的三种金属。对Ag、Fe、Cu三种金属活动顺序的探究,下列所选试剂组不可行的是________。
①Fe、Ag、CuSO4溶液 ②Cu、Ag、FeSO4溶液 ③Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液
在你认为可行的试剂组中,写出其中发生反应的化学方程式_________________(若可行的试剂不只一组,请任选其中一组)。
解析 ①Fe、Ag、CueSO4溶液这三种物质中,Fe与CuSO4溶液反应,证明铁的活动性比铜强,Ag与CuSO4溶液不能反应,证明铜比银的活动性强,故所选试剂组可行,发生反应的方程式是:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;在②中,因为铁的活动性在三种金属中最强,所以Cu、Ag都不能和FeSO4溶液反应,不能比较Cu、Ag的活动性强弱,所以此试剂组不可行;③Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液这三种物质中,Cu与FeSO4溶液不反应,证明铁的活动性比铜强,Cu与AgNO3溶液能反应,证明铜比银的活动性强,可以证明三种金属的活动性强弱,此试剂组可行,发生反应的方程式是:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。
答案 ② Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(或Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag)
例3 小聪同学家新换了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬。好奇的小聪想探究铬(Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱,邀请你一同参加。
【知识回放】金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn ____ Sn Pb (H) ____ Hg Ag Pt Au,请你在横线上填写对应金属的元素符号。
【作出猜想】猜想1.Cr>Fe>Cu;猜想2. Fe>Cu >Cr;猜想3.你的猜想是________。
【查阅资料】
(1)铬是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。
(2)铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液。
【设计与实验】
小聪同学取大小相等的三种金属片,用砂纸打磨光亮;再取三支试管,分别放入等量的同种稀硫酸。
实验
试管1
试管2
试管3
实验
操作
实验
现象
铁片表面产生气泡较慢,溶液变为浅绿色
铬片表面产生气泡较快,溶液变成为蓝色
____________
【结论与解释】(1)小聪得到的结论是猜想________正确。
(2)实验前用砂纸打磨金属片的目的是____________。
【知识运用】将铬片投入FeSO4溶液中,反应________(填“能”或“不能”)进行。若能进行,请你写出反应的化学方程式________________________。
解析 本题通过对金属活动性强弱的探究,考查科学探究的一般过程及对科学探究过程的分析处理能力。在金属活动性顺序中,铁的活动性比铜强,因此要探究Cr与铁、铜的活动性强弱可作出三种猜想:Cr的活动性比Fe、Cu都强,Cr 的活动性介于Fe、Cu之间,Cr 的活动性比Fe、Cu 都弱。由“铜不能与稀硫酸发生化学反应”可推知:放入稀硫酸中的铜片表面无明显现象;由“铬片表面产生气泡较快”可推断出铬能与稀硫酸发生反应,且反应速率与铁相比更快,说明三种金属的活动性顺序为:Cr>Fe>Cu,猜想1正确。为避免铬表面存在的一层致密的氧化物影响它与酸反应的速率,因此在实验时应先用砂纸打磨金属片,以除去金属表面的氧化物(或污物)。由铬的活动性比铁强,因此铬能将FeSO4溶液中的铁置换出来,反应化学方程式为Cr+FeSO4=Fe+CrSO4。
答案 【知识回放】Fe Cu
【作出猜想】Fe>Cr>Cu
【设计与实验】无明显现象发生(或无气泡生成,溶液也不变色)
【结论与解释】(1)1 (2)除去金属表面的氧化膜,利于反应
【知识运用】能 Cr+FeSO4=Fe+CrSO4
题4 化学实验室要从含少量铜粉的银、锰(Mn)混合金属粉末中分离出贵金属,并获得一种盐晶体,将有关三种金属随意编号为:A、B、C,并设计了如下流程:
(1)A、B、C三种金属的活动性顺序为____________。
(2)金属C是_________,操作a的名称是____________。
(3)已知A的硫酸盐中A元素显+2价,请写出步骤①的反应的化学方程式__________。
解析 在金属活动性顺序中,铜、银排在氢的后面,所以不能与酸反应放出氢气,由流程图可知三种金属中只有A能与稀硫酸反应生成无色气体和A的盐溶液,所以可以判断A是Mn;金属B、C的混合物加入足量的含硝酸银的回收液中,过滤后得到金属C,说明金属C不能与硝酸银溶液反应,金属B能与硝酸银溶液反应,故金属B的活动性大于金属C,又知在金属活动性顺序中,铜排在银的前面,所以B是Cu,C是银;要想从A的盐溶液中得到A的硫酸盐晶体,可以采用蒸发结晶的办法;Mn和H2SO4反应生成MnSO4和H2。
答案 (1)A>B>C (2)Ag 蒸发结晶 (3)Mn+H2SO4=MnSO4+H2↑
练习 1. Ag、Fe、Cu三种金属活动性顺序的探究,下列所选试剂不可行的是( )B
A.Fe、Ag、CuSO4溶液 B.Cu、Ag、FeSO4溶液
C.Fe、Cu、稀盐酸、AgNO3溶液 D.Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液
2.以下是探究Cu、Fe、Ag三种金属活动性顺序的实验过程,请回答问题:
(1)将铜丝和铁丝分别放入相同浓度的稀H2SO4中,依据_____________现象,证明Fe的活动性比Cu强;
(2)将铜丝放入AgNO3溶液中,或向Cu(NO3)2溶液中放入金属___________,都能证明Cu的活动性比Ag强。
结论:三种金属的活动性顺序是Fe>Cu>Ag
Cu与AgNO3溶液反应的化学方程式为____________。
答案 1.B 2.(1)只有铁丝表面有气泡(铁丝表面有气泡,铜丝表面无气泡;或铁丝表面有气泡,铜丝表面无变化均可) (2)银(或Ag) Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2