实验探究二

1. 金属活动性的探究 实验探究二 宝坻区王卜庄中学 化学组

2. 一、金属活动性强弱比较 1．金属与酸反应 (1)从是否产生气泡以及放出气泡速率的快慢角度分析： ①与酸反应有气泡产生的金属，其活动性强于无气泡产生的 金属； ②放出气泡快的金属活动性强于放出气泡慢的金属。 (2)从图像分析： 先出现折点的金属活动性强于后出现折点的金属。

3. 2．金属与盐溶液反应 能把另一种金属从其盐溶液中置换出来的金属，其活动性强 于被置换的金属。

4. 二、应用 设计实验证明：Zn、Fe、Cu 三者的活动性强弱。 1．金属放酸中 锌有大量气泡迅速产生，铁有少量气泡产生，铜没有气泡产 生，结论：Zn＞Fe＞Cu。

5. 2．金属放盐中 有以下两种方案，均可证明 Zn＞Fe＞Cu。 (1)取“两边金属中间盐”：Zn、FeCl2溶液、Cu，如图 1。 图 1 图 2 (2)取“中间金属两边盐”：ZnCl2 溶液、Fe、CuCl2溶液， 如图 2。

6. [解题指引]关键是对金属与酸、盐反应的性质要分别理解和[解题指引]关键是对金属与酸、盐反应的性质要分别理解和 掌握，并懂得用酸或盐溶液比较出金属的活动性强弱的技巧和方 法。

7. 题型 1 选择型的活动性探究 [例 1](2012 年广东揭阳)为了验证Zn、Fe、Cu 三种金属的活 动顺序为 Zn＞Fe＞Cu 这一结论，下面实验设计合理的是( A．将 Zn、Cu 两金属片分别放入稀硫酸中 B．将 Fe、Cu 两金属片分别放入稀硫酸中 C．将 Zn、Fe 两金属片分别放入 CuSO4溶液中 D．将 Zn、Cu 两金属片分别放入 FeSO4 溶液中 思维点拨：采用“两边金属中间盐”的方法。 答案：D )。

8. 题型 2 综合实验型的活动性探究 [例 2](2012 年广东梅州)现有银、铜、铁三种金属，某研究 小组的同学为探究银、铜、铁的金属活动性顺序，设计了三个实 验：Ⅰ.将铁片浸入稀硫酸中；Ⅱ.将银片浸入稀硫酸中；Ⅲ.将铁 片浸入硫酸铜溶液中。 (1)实验Ⅰ的现象是有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿 色。反应的化学方程式为：______________________________； 反应产生的气体可用________的方法检验。

9. (2)上述三个实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序，(2)上述三个实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序， 请你补充一个实验以达到实验目的： ( 写出实验操作和现 象)____________________________________________ 。根据以 上 探 究， 三 种 金 属的 活 动 性 由强 到 弱 的 顺序 是 ______________________。 (3)将银、铜、铁中的两种金属分别放入____________溶液 中，即可验证这三种金属的活动性强弱。

10. (4)将铜片加热，铜片表面会变黑。同学们设计了如下实验(4)将铜片加热，铜片表面会变黑。同学们设计了如下实验 证明此黑色物质是氧化铜。

11. 思维点拨：本题以实验形式来考查金属活动性顺序的比较探思维点拨：本题以实验形式来考查金属活动性顺序的比较探 究，金属活动性顺序的比较一般通过以下几种方法：看与氧气反 应难易，越容易越强；看与酸反应速度，越快越强；用金属与金 属化合物溶液的置换反应，强的能置换弱的。 答案：(1)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 点燃 (2)将铜片浸入硝酸银溶液中，过一会取出，铜片表面有银 白色物质析出(合理即可) Fe＞Cu＞Ag (3)CuCl2[或 CuSO4、Cu(NO3)2等] (4)①稀硫酸(或稀盐酸) ②蓝

12. 1．(2012 年广东肇庆)把 X、Y、Z三种金属片分别加入稀硫 酸中，X、Y 表面有气泡产生，Z 无变化；把 X 加入 Y 的硫酸盐 溶液中，X 表面析出 Y。则三种金属活动顺序为( A．Y>X>Z B．X>Y>Z C．Z>Y>X D．X>Z>Y )。 B

13. 2．(2011 年广东广州)为了探究影响锌与盐酸反应剧烈程度 A 的因素，某学习小组设计了下列实验，下列说法正确的是( )。

14. A.对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影A.对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影 响 B．对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的 影响 C．对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响 D．对比实验①和②，可研究温度对反应剧烈程度的影响

15. 3．(2012 年江苏南京)只用下列选项所给出的试剂进行实验， 能得到 Zn、Cu、Ag 三种金属正确的活动性顺序的是( A．Zn(NO3)2溶液、Cu(NO3)2溶液、Ag B．Zn(NO3)2溶液、AgNO3溶液、Cu C．稀硫酸、Zn、Cu、Ag D．Zn(NO3)2 溶液、Cu、Ag 解析：取“中间金属两边盐溶液”。 答案：B )。

16. 4．(2011 年广东肇庆)将a、b、c三种金属分别投入稀盐酸 中，只有 b 溶解并产生气泡；把 a 和 c 分别放入硫酸铜溶液中， 在 a 表面有铜析出，c 没有变化。则 a、b、c 的金属活动性顺序 是( )。 A．c＞b＞a C．a＞c＞b B．b＞a＞c D．b＞c＞a 解析：将 a、b、c 三种金属分别投入稀盐酸中，只有 b 溶解 并产生气泡，说明 b 活动性最强；把 a 和 c 分别放入硫酸铜溶液 中，在 a 表面有铜析出，c 没有变化，说明活动性：a＞Cu，c＜ Cu，推出 b＞a＞c，故选 B。 答案：B

17. 5．学习金属的知识后，我们知道 Zn、Fe、Cu 三种金属的 活动性顺序为 Zn>Fe>Cu。为验证这一结论，下面实验设计合理 D 的是( )。 A．将 Zn、Cu 两金属片分别放入稀盐酸中 B．将 Fe、Cu 两金属片分别放入稀盐酸中 C．将 Zn、Fe 两金属片分别放入 CuCl2溶液中 D．将 Zn、Cu 两金属片分别放入 FeCl2溶液中

18. 6．下列实验方案能证明铁、铜、银三种金属活动性顺序的6．下列实验方案能证明铁、铜、银三种金属活动性顺序的 D 是( )。 A．将铁丝、铜丝分别放入硝酸银溶液中，根据现象，判断 结果 B．将铁丝分别放入硫酸铜、硝酸银溶液中，根据现象，判 断结果 C．将铁、铜、银三种金属丝分别放入稀硫酸中，根据现象， 判断结果 D．先将铁、铜、银三种金属丝分别放入稀硫酸中，再将铜 丝放入硝酸银溶液中，根据现象，判断结果

19. 7．某学生为了验证锌、银、铜三种金属的活动性顺序，设7．某学生为了验证锌、银、铜三种金属的活动性顺序，设 计了五个实验：①将 Zn、Cu 分别放入稀盐酸中； ②将 Ag 放入 Cu(NO3)2溶液中；③将 Cu 放入 AgNO3溶液中；④将 Cu 放入 ZnSO4溶液中；⑤将Zn放入AgNO3溶液中。下列实验组合不能 验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是( )。 A．①② C．②④ B．①③ D．①⑤ 解析：操作①⑤只能验证锌比铜和银都活泼，但没有比较铜 和银的活泼性强弱。 答案：D

20. 8．根据金属活动性顺序表的有关知识，回答下列问题。8．根据金属活动性顺序表的有关知识，回答下列问题。 (1)将 Mg、Zn、Cu 三种金属分别置于稀盐酸中反应，根据 金属与稀盐酸反应的__________，可以判断三者金属活动性强弱 速率 的顺序。 (2)用 Zn 分别与 MgCl2、CuCl2 溶液反应，也能判断金属活 动性顺序，其反应的化学方程式为：________________________ ，三种金属活动性由强到弱的顺序为______________。若将 一定质量的 Zn 放入 CuCl2 和 MgCl2 的混合溶液中，充分反应后 Zn＋CuCl2===Cu＋ZnCl2 Mg＞Zn＞Cu 过滤，所得固体中一定含有的物质是___。 Cu

21. 9．探究活动：在室温条件下进行如下图所示的实验。已知：9．探究活动：在室温条件下进行如下图所示的实验。已知： 试管内的镁条和铁片表面均被打磨干净，且形状、大小均相同； 同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。

22. (1)该实验的目的： ①______________________________________； ②_________________________________________________。 两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是________________ __________________________。 (2)若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生 H2的质量与 乙装置中产生 H2 的质量的关系是甲________(填“多”、“少” 比较镁、铁与稀盐酸反应的剧烈程度 比较相同时间内镁、铁与稀盐酸反应放出热量的多少 甲装置长颈漏 斗中的液面比乙装置中的高 相等 或“相等”)。

23. 10．(2012 年上海)教材学生实验：探究铁、铜、银三种金属 活动性强弱。以下是小强同学的实验方案，我们一起对实验进行 分析、完善和归纳。 【实验药品】铁片、铜片、银片、20%稀硫酸、CuSO4溶液、 AgNO3溶液、FeSO4溶液。 【提出假设】三种金属的活动性强弱为 Fe>Cu>Ag。

24. 【实验方案】取体积相等的金属片，用砂纸打磨光亮，分别【实验方案】取体积相等的金属片，用砂纸打磨光亮，分别 进行下列实验操作。

25. 【观察分析】 ①上述实验中能观察到金属表面有气泡产生是________(填 A 字母)。 ②我国古代“湿法炼铜”就是利用了实验试管 D 中的反应 原理，请写出该反应的化学方程式：________________________， 该反应属于________反应(填基本反应类型)。 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 置换

26. 【方案完善】通过上述实验还不能证明铁、铜、银三种金属【方案完善】通过上述实验还不能证明铁、铜、银三种金属 的活动性强弱，请你在此基础上补充一个实验帮助小强达到实验 目的。 将铜片放入盛有AgNO3溶液 的试管中 Cu的活动性 大于 Ag 铜的表面覆盖一层银 白色物质

27. 【讨论归纳】根据上述实验探究过程，请你归纳探究金属活【讨论归纳】根据上述实验探究过程，请你归纳探究金属活 动性强弱的方法一般有 通过金属与酸反应，判断金属活动性强弱 a._______________________________________； 通过金属与盐溶液反应，判断金属活动性强弱(合理即 b.___________________________________________________ ________ 可)。

28. 11．为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探11．为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探 究。 (1)小明设计的实验方案：向表面积相同的铝片和锌粒中分 别加入盐酸。写出锌与盐酸反应的化学方程式： ________________________________________。 (2)小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中，发现前者 比后者反应快，原因是___________________________________ _____________________。 (3)小芳在(2)实验中，还观察到有“灰黑色沉淀”这一异常 现象出现。 Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ 未去膜的铝片表面有氧化铝(氧化膜)， 氧化铝先与盐酸反应

29. 【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什 么？ 【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色；AlCl3为无色晶体 或白色而微带浅黄色的固体，易溶于水和乙醇。 【提出假设】假设 a ：该灰黑色沉淀可能含有 铝和氯化铝 ____________________； 假设 b：该灰黑色沉淀可能含有 AlCl3； 假设 c：该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质。

30. 【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如下实验。【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如下实验。 【得出结论】由实验①可判断假设 c______________(填“成 立”或“不成立”)，再结合②和③可得出该灰黑色沉淀的成分 不成立 是______________。 铝和氯化铝

31. (4)你认为(1)中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强(4)你认为(1)中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强 弱？______(填“能”或“不能”)，分别从设计方法和操作可 行性的角度，具体说明理由：_____________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ 不能 小明的实验方案中未控制金属 的纯度、质量、形状，盐酸的浓度等相关变量相同；操作中难以 做到铝片和锌粒的表面积相同 。

32. 12．(2012 年安徽芜湖)小彬同学家新买了水龙头，他从说明 书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。想起在学习金属性质时用到 的金属活动性顺序中没有铬，为了了解铬与常见金属铝、铜在金 属活动性顺序中的相对位置关系，小彬进行了如下探究的活动。 【查阅资料】铬(Cr)是银白色、有光泽的金属，在空气中表 面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成蓝色 的硫酸亚铬(CrSO4)溶液…… 铝是银白色、有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的 硫酸铝溶液……

33. 【预测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系：【预测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系： ①Cr、Al、Cu；②Al、Cr、Cu；③Al、Cu、Cr。 【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。

34. 无明显现象 铝能与稀硫酸发生 反应，反应速率较快 ②

35. 【回答问题】(1)用砂纸打磨金属片的目的 _____________________________。 除去金属表面的氧化物 (2)实验一发生反应的化学方程式是： ______________________________________。 Cr＋H2SO4===CrSO4＋H2↑ (3)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得 出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，小燕认为不可 行，理由是____________________________________________。 无法比较铬和铝的金属活动性强弱(合理即可)

36. (4)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金(4)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金 属在金属活动性顺序中的相对位置关系，这三种药品可以是 ______________________________。 【归纳】比较金属活动性强弱的方法有 Al、CrSO4溶液、Cu(合理即可) 通过金属与酸反应，判断金属活动性强弱 ①______________________________________； 通过金属与盐溶液反应，判断金属活动性强弱(合理即可) ②___________________________________________________

37. 13．某班同学做验证铁、铜、银的金属活动性顺序的实验，13．某班同学做验证铁、铜、银的金属活动性顺序的实验， 用到的药品有铁丝、铜丝、银丝、稀硫酸和硫酸铜溶液。实验结 束后，化学兴趣小组的同学欲对该实验的废液进行探究，请你一 起参与。 【提出问题】废液中含有什么物质？ 【交流表达】 (1)小明通过观察，认为废液中一定含有硫酸铜。他观察到 溶液显蓝色 的现象是__________。 (2)小红通过分析，认为废液中一定含有硫酸亚铁，她的依 据是__________________________________________________。 铁丝与稀硫酸(或硫酸铜溶液)反应生成硫酸亚铁

38. 【作出猜想】小华认为废液中还可能含有硫酸。【作出猜想】小华认为废液中还可能含有硫酸。 【实验验证】 (1)小华测得废液的 pH 小于 7，证明废液中含有硫酸。用 pH 试纸测定溶液 pH 的方法：_________________________________ ___________________________________。 将待测液滴到试纸上，把试纸呈现 的颜色与标准比色卡比较，确定 pH (2)小明取少量废液，向其中滴加氢氧化钠溶液，也得到了 相同的结论。小明的实验现象是___________________________ ____________________。 滴加一定量氢氧化钠溶液后 才有沉淀生成 通过分析与实验，同学们得出废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜 和硫酸。

39. 【拓展应用】 (1)若将废液中的溶质全部转化为硫酸亚铁，应向废液中加 入过量的______。写出该反应过程中的一个化学方程式： 铁片 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ ___________________________。 铁和铜 (2)反应完全后，过滤，滤渣中物质为____________，滤液 中溶质为硫酸亚铁。