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第2章 物質(zhì)轉(zhuǎn)化與材料利用
第2節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解金屬的化學(xué)性質(zhì)。
2.通過典型金屬與酸以及某些鹽的反應(yīng)，認(rèn)識金屬活動性順序。
3.了解置換反應(yīng)的特點。
4.能用金屬活動性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進(jìn)行簡單的判斷，并能用置換反應(yīng)解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問題。
5.通過鋼鐵銹蝕和防銹的學(xué)習(xí)研究，使學(xué)生逐漸體驗到物質(zhì)、條件、環(huán)境之間相互制約的辯證唯物主義觀點。
知識點1 金屬與氧氣的反應(yīng) 重點
1.認(rèn)識金屬
在元素周期表中，除汞（液態(tài)金屬）外，金屬元素的中文名稱都帶有金字旁。
鋰 鈉 鎂 鋁 鉀 鈣
鉻 錳 鐵 鎳 銅 鋅
鋇 鎢 鈀 銀 錫 鐳
鉑 金 汞 鉈 鉛 鉍
2.金屬與氧氣的反應(yīng)
鎂、鋁、鐵、銅、金與氧氣反應(yīng)的情況如下表:
反應(yīng)條件 金屬 現(xiàn)象 化學(xué)方程式
常溫或點燃時能反應(yīng) 鎂 打磨過的鎂條在空氣中表面逐漸變暗； 在空氣中點燃時，產(chǎn)生耀眼的白光，放出大量的熱，生成白色固體
反應(yīng)條件 金屬 現(xiàn)象 化學(xué)方程式
常溫或點燃時能反應(yīng) 鋁 打磨過的鋁在空氣中表面會逐漸變暗，生成一層致密的氧化鋁薄膜； 在純氧中點燃時，劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出大量的熱，生成白色固體
反應(yīng)條件 金屬 現(xiàn)象 化學(xué)方程式
點燃或加熱時才能反應(yīng) 鐵 常溫下在干燥的空氣中，鐵很難與氧氣反應(yīng)；在氧氣中點燃時，劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出大量的熱
銅 常溫下在干燥的空氣中，銅很難與氧氣反應(yīng)；在空氣中加熱時，表面會生成黑色物質(zhì)
高溫不反應(yīng) 金 即使在高溫下，金也不與氧氣反應(yīng) 3.結(jié)論
（2）鎂、鋁在常溫下就能與氧氣反應(yīng)，金在高溫時也不與氧氣反應(yīng)。由此可知，鎂、鋁比較活潑，鐵、銅次之，金最不活潑。
（3）金屬越活潑，越易與氧氣反應(yīng)，同等條件下反應(yīng)越劇烈。
（1）大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng)，但反應(yīng)的難易程度和劇烈程度不同，這在一定程度上反映金屬的活潑程度。
特別提醒
洗滌鋁制容器時，不能用鋼絲球擦洗，以免破壞氧化膜；鋁制容器不能盛放酸性或堿性物質(zhì)，因為酸性或堿性物質(zhì)會破壞鋁的氧化膜，進(jìn)而腐蝕金屬鋁。
典例1 （2022·臺州期中）下列關(guān)于金屬與氧氣反應(yīng)的說法，正確的是( )
D
A.紅熱的細(xì)鐵絲在空氣中能燃燒
B.在較高溫度下能與氧氣反應(yīng)的金屬，在常溫下也能與氧氣反應(yīng)
C.“真金不怕火煉”說明金的熔點很高
D.根據(jù)金屬與氧氣反應(yīng)的難易程度，可以比較一些金屬的活潑性
【解析】A（×）紅熱的細(xì)鐵絲只有在氧氣中才會燃燒；B（×）銅、鐵在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng)；C（×）“真金不怕火煉”說明金的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，即使在高溫下也不與氧氣反應(yīng)；D（√）金屬越容易與氧氣反應(yīng)，活潑性越強(qiáng)。
1.探究金屬與稀鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)
（1）實驗步驟圖示
知識點2 金屬與酸的反應(yīng) 重難點
（2）實驗現(xiàn)象
金屬 現(xiàn)象 反應(yīng)的化學(xué)方程式
鎂 劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡，生成的氣體能夠燃燒并產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰
金屬 現(xiàn)象 反應(yīng)的化學(xué)方程式
鋅 反應(yīng)較劇烈，產(chǎn)生大量氣泡，生成的氣體能夠燃燒并產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰
鐵 反應(yīng)緩慢，有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，生成的氣體能夠燃燒并產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰
銅 無現(xiàn)象
（3）實驗結(jié)論
①鎂、鋅、鐵三種金屬都能與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，銅不與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)。
②根據(jù)鎂、鋅、鐵與等質(zhì)量、等濃度的酸反應(yīng)的劇烈程度或產(chǎn)生氣泡的快慢，可判斷它們的反應(yīng)能力強(qiáng)弱。
特別提醒
1.金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度與金屬與酸的接觸面積、酸的濃度和種類等因素有關(guān)，比較不同金屬與酸反應(yīng)的速率需要控制變量，即設(shè)計實驗時，除金屬種類不同外，金屬的形狀、大小，實驗的溫度，酸的種類、濃度、體積等都應(yīng)相同。
2.金屬與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)后溶液的質(zhì)量增大，是因為參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量大于生成的 的質(zhì)量。
典例2 下列物質(zhì)不能由金屬單質(zhì)與酸反應(yīng)制得的是( )
C
A. B. C. D.
[解析] 鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵。
2.置換反應(yīng)
（1）置換反應(yīng)的概念與特征
（2）置換反應(yīng)的常見類型
①活潑金屬與酸的反應(yīng)，如 。
②金屬與金屬化合物溶液的反應(yīng)，如 。
③非金屬與金屬氧化物的反應(yīng)，如 。
四種基本反應(yīng)類型的比較
反應(yīng)類別 反應(yīng)特點 反應(yīng)通式 實例 聯(lián)系
化合反應(yīng) 多變一 都屬于化學(xué)反應(yīng)的基本類型
分解反應(yīng) 一變多 置換反應(yīng) 單換單 復(fù)分解反應(yīng) 兩交換、價不變 典例3 下列屬于置換反應(yīng)的是( )
D
A. B.
C. D.
例題點撥
判斷某反應(yīng)是否為置換反應(yīng)的方法：看反應(yīng)物和生成物中是否都是一種單質(zhì)和一種化合物。
【解析】A（×）該反應(yīng)的特點是“一變多”，屬于分解反應(yīng)；B（×）該反應(yīng)的特點是“多變一”，屬于化合反應(yīng)；C（×）該反應(yīng)是由兩種化合物相互交換成分，生成兩種新的化合物的反應(yīng)，不屬于置換反應(yīng)。
知識點3 金屬的活動性順序 重難點
1.教材第43頁探究：比較鐵與銅、銅與銀的化學(xué)活動性
提出問題 把一種金屬浸入另一種金屬的鹽的溶液中，相互之間能發(fā)生反應(yīng)嗎？ 建立假設(shè) 一種活動性較強(qiáng)的金屬能把另一種活動性較弱的金屬從它的鹽的水溶液中置換出來 實驗藥品 設(shè)計實驗方案 鐵和銅的活動性比較：在盛有硫酸銅溶液的試管里浸入一段潔凈的（經(jīng)過除油、除銹處理）鐵絲，過一會兒取出 銅和銀的活動性比較：在盛有硝酸銀溶液的試管里浸入一段潔凈的（經(jīng)過除油、除銹處理）銅絲，過一會兒取出
實驗裝置圖 實驗 現(xiàn)象 浸入溶液中的鐵絲表面覆蓋一層紅色的物質(zhì)，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色 浸入溶液中的銅絲表面覆蓋一層銀白色的物質(zhì)，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色
化學(xué)方程式
實驗 結(jié)論 Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性順序為Fe＞Cu＞Ag。即活動性較強(qiáng)的金屬能把活動性較弱的金屬從其鹽溶液中置換出來 2.金屬活動性順序表
經(jīng)過許多實驗，人們總結(jié)出一些常見金屬的金屬活動性順序如下:
說明 （1） 是酸的標(biāo)志，位于氫后面的金屬不與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)。
（2）金屬具有如下兩條化學(xué)性質(zhì)：某些金屬 酸 鹽 氫氣，活動性強(qiáng)的金屬（能與水反應(yīng)的除外） 鹽 活動性弱的金屬 另一種鹽。
3.金屬活動性順序的應(yīng)用
（2）判斷金屬與酸的置換反應(yīng)能否發(fā)生：在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。如 ，而 不與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)。
注意 酸一般指的是鹽酸或稀硫酸，當(dāng)金屬與濃硫酸或硝酸反應(yīng)時，不產(chǎn)生 ，因為濃硫酸和硝酸都具有強(qiáng)氧化性。
（1）判斷金屬的活動性強(qiáng)弱：在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，金屬的活動性越強(qiáng)。如金屬活動性：Zn＞Fe，Cu＞Ag。
4.濕法煉銅
濕法煉銅技術(shù)是我國古代勞動人民發(fā)明的，我國是世界上最早使用濕法煉銅的國家。
原理 先用硫酸將銅礦中的銅轉(zhuǎn)變成可溶性的硫酸銅，再將鐵放入硫酸銅溶液中把銅置換出來
化學(xué)方程式
典例4 （2022·麗水中考）一般地說，金屬越活潑，冶煉越困難，人類使用該金屬的時間就越遲。如圖為鐵、銅、鈉、鋅四種金屬的最早冶煉歷史年代，則甲代表的金屬是( )
B
A.鐵 B.銅 C.鈉 D.鋅
[解析] 四種金屬的活動性由弱到強(qiáng)依次為銅、鐵、鋅、鈉，由此判斷人類歷史上大量使用這四種金屬的時間先后順序是銅、鐵、鋅、鈉，所以最早使用的是銅。
知識點4 防止金屬腐蝕的常用方法
金屬材料，特別是鋼鐵，日久之后表面往往會失去光澤，產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，以致強(qiáng)度降低，不能繼續(xù)使用。據(jù)統(tǒng)計，每年由于銹蝕而直接損失的鋼鐵材料約占年產(chǎn)鋼鐵量的四分之一。
1.實驗探究鐵生銹的條件
實驗?zāi)康?探究鐵釘在空氣和水同時存在時的生銹情況 探究鐵釘在有水無氧氣時的生銹情況 探究鐵釘在干燥空氣中的生銹情況 探究純鐵在空氣和水同時存在時的生銹情況
實驗圖示
一周后的實驗現(xiàn)象 鐵釘生銹，水面處銹蝕嚴(yán)重 鐵釘沒有生銹 鐵釘沒有生銹 鐵片表面幾乎沒有生銹
實驗?zāi)康?探究鐵釘在空氣和水同時存在時的生銹情況 探究鐵釘在有水無氧氣時的生銹情況 探究鐵釘在干燥空氣中的生銹情況 探究純鐵在空氣和水同時存在時的生銹情況
實驗分析 鐵釘同時與水、氧氣接觸，易生銹 鐵釘只與水接觸而不與氧氣接觸，不易生銹 鐵釘只與干燥的空氣接觸而不與水接觸，不易生銹 純鐵不易生銹
實驗結(jié)論 鐵生銹的條件是鐵與水、氧氣同時接觸，即鐵生銹是鐵與水、氧氣共同作用的結(jié)果。純鐵不容易生銹，即鐵生銹還與金屬內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有關(guān) 教材深挖
鐵制品的銹蝕
鐵制品銹蝕的過程，實際上是鐵與氧氣、水蒸氣等發(fā)生緩慢氧化的過程。生成的鐵銹（主要成分是Fe2O3·xH2O）為紅棕色，疏松多孔，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水等反應(yīng)，因此鐵制品可以全部銹蝕。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：
（1） ;（2） ;（3） 。
2.防止金屬生銹的常用方法
典例5 &1& 港珠澳大橋是世界上鋼結(jié)構(gòu)橋體最長的跨海大橋。請根據(jù)所學(xué)知識，回答下列有關(guān)金屬資源的問題。
（1） 在空氣中，鐵與_____________________________同時接觸發(fā)生反應(yīng)而生銹。
（2） 請寫出一條防止鐵生銹的措施：__________________________。
刷漆（或涂油，合理即可）
[解析] 鐵在潮濕的空氣中容易生銹，要防止生銹應(yīng)隔絕空氣或水，采取刷漆或涂油等方法可隔絕空氣和水，防止鐵生銹。
（3） 除防止金屬腐蝕外，請再寫出一條保護(hù)金屬資源的有效途徑：_____________________________________________________________。
尋找金屬的代用品（或合理開采金屬礦物或回收利用廢舊金屬等）
氧氣和水蒸氣（或O2和H2O）
題型 1 金屬與酸的反應(yīng)
角度1 金屬與酸反應(yīng)的圖像問題 ★★★
典例6 現(xiàn)有等質(zhì)量的甲、乙、丙三種金屬，分別放入三份等質(zhì)量等濃度的足量稀硫酸中，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合價相同）。下列說法中錯誤的是( )
C
A.生成氫氣的質(zhì)量：甲 乙 丙
B.金屬活動性：乙 甲 丙
C.相對原子質(zhì)量：乙 丙 甲
D.消耗硫酸的質(zhì)量：甲 乙 丙
方法點撥
分析圖像時應(yīng)注意曲線的起點、轉(zhuǎn)折點和走向，并將圖像信息與化學(xué)知識結(jié)合起來得出相應(yīng)的結(jié)論。
思路引導(dǎo) 當(dāng)橫軸為反應(yīng)時間，縱軸為生成氫氣質(zhì)量時：
[解析] 根據(jù)“高度”可確定完全反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量：甲 乙 丙； 根據(jù)“坡度”可確定金屬活動性：乙 甲 丙； 由于反應(yīng)后金屬元素在生成物中的化合價相同，根據(jù)等質(zhì)量金屬與足量酸反應(yīng)產(chǎn)生 的質(zhì)量 可知，生成氫氣的質(zhì)量與金屬的相對原子質(zhì)量成反比，產(chǎn)生的氫氣越多，說明金屬的相對原子質(zhì)量越小，則相對原子質(zhì)量：丙 乙 甲； 生成氫氣的質(zhì)量來自硫酸中氫元素的質(zhì)量，由質(zhì)量守恒定律可知，生成氫氣的質(zhì)量越多，消耗硫酸的質(zhì)量就越多，故消耗硫酸的質(zhì)量：甲 乙 丙。
典例7 兩個燒杯中裝有等質(zhì)量的金屬鋅和金屬鎂，然后分別緩慢加入相同濃度的稀硫酸，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與加入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是
( )
D
A.由圖可知，鎂比鋅的金屬活動性強(qiáng)
B. 點時，兩個燒杯中的稀硫酸都恰好完全反應(yīng)
C. 點時，兩個燒杯中產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量相同
D. 點時，兩個燒杯中都有金屬剩余
[解析]由加入稀硫酸的質(zhì)量與產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量關(guān)系圖可知，等質(zhì)量的鋅和鎂與稀硫酸反應(yīng)，鎂產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量比鋅多，但無法得出鎂與鋅的金屬活動性關(guān)系；a點時，鎂與稀硫酸恰好完全反應(yīng)，但鋅早已反應(yīng)完，酸有剩余；b點時，鎂與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量比鋅多；c點時，鋅與鎂均未反應(yīng)完，兩個燒杯中都有金屬剩余。
方法點撥
根據(jù)加入稀硫酸的質(zhì)量與產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量關(guān)系圖可知，等質(zhì)量的金屬鋅和金屬鎂與稀硫酸反應(yīng)，最終鎂產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量比鋅多，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析判斷。
易錯警示
本題圖像的橫軸是稀硫酸的質(zhì)量，所以由圖像無法判斷兩種金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度，故無法判斷兩種金屬的活動性強(qiáng)弱。
角度2 金屬與酸反應(yīng)的相關(guān)計算 ★★★★
典例8 將等質(zhì)量的 、 分別放入質(zhì)量和濃度均相等的兩份稀硫酸中，反應(yīng)結(jié)束后，以下圖示不可能的是( )
C
A.&2& B.&3& C.&4& D.&5&
[解析] A（可能）如果鐵、鋅過量，即足量的金屬與等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸反應(yīng),生成氫氣的質(zhì)量相等。B（可能）如果稀硫酸過量，即等質(zhì)量的金屬與足量的酸反應(yīng),生成氫氣的質(zhì)量由金屬的質(zhì)量決定。設(shè)金屬的質(zhì)量均為 ， 、 與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量分別為 、 。

,解得

,解得
，說明等質(zhì)量的鐵和鋅與足量的稀硫酸反應(yīng)，生成氫氣的質(zhì)量鐵比鋅多。C（不可能）如果稀硫酸的量不足，則最終生成氫氣的質(zhì)量相等，但參加反應(yīng)的鐵、鋅的質(zhì)量不相等，故反應(yīng)結(jié)束后溶液質(zhì)量不相等；如果稀硫酸過量，鐵、鋅完全反應(yīng)，則生成氫氣的質(zhì)量不相等，反應(yīng)結(jié)束后溶液質(zhì)量也不相等。D（可能）鐵、鋅完全反應(yīng)時，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣的質(zhì)量比鋅多，最終鐵、鋅和稀硫酸反應(yīng)結(jié)束后，形成溶液的質(zhì)量鐵比鋅少。
方法點撥
本題不清楚金屬質(zhì)量與酸的質(zhì)量的關(guān)系，因此要分情況討論。等質(zhì)量金屬與足量酸反應(yīng)，結(jié)合金屬與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，計算出等質(zhì)量的金屬分別與足量稀硫酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量，進(jìn)行比較即可。比較溶液的質(zhì)量時，要同時考慮參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量和生成的氫氣的質(zhì)量。
歸納總結(jié)
金屬與酸反應(yīng)口訣
足量金屬等量酸，
產(chǎn)生氫氣一樣多；
等量金屬足量酸，
產(chǎn)生氫氣鋁最多；
產(chǎn)氫公式要記得，
此時用來方便多。
解題通法
活潑金屬與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)時計算的相關(guān)規(guī)律
1.等質(zhì)量、等濃度的同種酸與足量的活潑金屬充分反應(yīng)，生成 的質(zhì)量相等。
2.等質(zhì)量、等濃度的鹽酸和稀硫酸分別與足量的某活潑金屬充分反應(yīng)，鹽酸生成的 多。
3.等質(zhì)量的活潑金屬分別與足量的鹽酸或稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生 質(zhì)量的多少與金屬的相對原子質(zhì)量和反應(yīng)后金屬元素的化合價有關(guān)，產(chǎn)生 的質(zhì)量 ，如果生成物中金屬元素的化合價相同，則金屬的相對原子質(zhì)量越大，產(chǎn)生的 越少。
角度3 有關(guān)金屬中所含的雜質(zhì)的計算 ★★★★
典例9 含有其他金屬雜質(zhì)的生鐵（含有鐵、碳和另外一種金屬）與足量的鹽酸反應(yīng)，生成 氫氣，則該生鐵中含的另一種金屬雜質(zhì)可能是( )
A
A.鎂 B.鋅 C.鉀 D.銅
[解析]根據(jù)一定量金屬與足量酸完全反應(yīng)時，產(chǎn)生氫氣質(zhì)量=該金屬元素在生成物中的化合價×金屬的質(zhì)量÷該金屬的相對原子質(zhì)量，設(shè)產(chǎn)生0.2 g氫氣需要消耗金屬鐵的質(zhì)量為m，則0.2 g=2m÷56，m=5.6 g。由于生鐵中含有碳，碳不與鹽酸反應(yīng)，所以另一種金屬雜質(zhì)產(chǎn)生0.2 g氫氣時消耗的金屬質(zhì)量應(yīng)小于5.6 g。由計算可知，產(chǎn)生0.2 g 氫氣，消耗鎂的質(zhì)量為2.4 g，小于5.6 g，而消耗鋅、鉀的質(zhì)量分別為6.5 g、7.8 g，大于5.6 g，銅不能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，因此可判斷該生鐵中含的另一種金屬雜質(zhì)可能是鎂。
方法點撥
利用“假設(shè)法”和“平均值思想”解答不純金屬成分類題
該題可利用“假設(shè)法”和“平均值思想”解答。假設(shè)金屬是一種純凈物，計算與足量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生 氫氣需要不同金屬的質(zhì)量；因生鐵中含有不產(chǎn)生氫氣的碳，根據(jù)“平均值思想”，則需要生鐵中含有一種與足量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生 氫氣所需質(zhì)量比鐵小的金屬。
題型 2 置換反應(yīng)
角度1 從微觀角度理解置換反應(yīng) ★★★
典例10 如圖是鐵釘與稀鹽酸反應(yīng)的微觀示意圖，回答下列問題：
（1） 此反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________,屬于______反應(yīng)，該反應(yīng)中發(fā)生的現(xiàn)象是__________________________________________。
置換
鐵釘表面有氣泡產(chǎn)生,溶液由無色變?yōu)闇\綠色
（2） 從微觀角度說明該反應(yīng)前后發(fā)生的變化是____________________________________________________________。
鐵原子轉(zhuǎn)變成亞鐵離子,氫離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅湓?氫原子結(jié)合成氫分子
[解析] 根據(jù)題給微觀示意圖分析鐵釘與稀鹽酸的反應(yīng),鐵原子轉(zhuǎn)變成亞鐵離子,稀鹽酸中的氫離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅湓?氫原子結(jié)合成氫分子。反應(yīng)一段時間后,由于反應(yīng)后的溶液中有亞鐵離子,溶液顏色會變?yōu)闇\綠色。
Fe+2HCl==FeCl2+H2↑
角度2 金屬發(fā)生置換反應(yīng)后溶液質(zhì)量的變化問題 ★★★★
典例11 （2023·金華期末）把鋅片分別放入下列溶液中，反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量增加，但沒有氣體放出的是( )
B
A.稀硫酸 B.硫酸銅溶液 C.硫酸鎂溶液 D.硝酸銀溶液
[解析]
A 65份質(zhì)量的鋅發(fā)生置換反應(yīng)進(jìn)入溶液，置換出2份質(zhì)量的氫氣，反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量增加，但生成氣體，不符合題意
B 65份質(zhì)量的鋅發(fā)生置換反應(yīng)進(jìn)入溶液，置換出64份質(zhì)量的銅，反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量增加，符合題意
C 溶液質(zhì)量不變，不符合題意
D 65份質(zhì)量的鋅發(fā)生置換反應(yīng)進(jìn)入溶液，置換出216份質(zhì)量的銀，反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量減少,不符合題意
方法點撥
判斷溶液質(zhì)量是增加還是減少的技巧
（1）金屬與酸發(fā)生置換反應(yīng)，所得溶液質(zhì)量增加。
（2）金屬與金屬化合物溶液發(fā)生置換反應(yīng)，所得溶液的質(zhì)量是增加還是減少，要根據(jù)進(jìn)入溶液中的金屬與從溶液中被置換出的金屬的質(zhì)量大小確定。
題型 3 判斷金屬的活動性順序
角度1 根據(jù)現(xiàn)象判斷金屬的活動性順序 ★★★
典例12 有 、 、 三種金屬片，分別放入稀硫酸中， 、 表面有氣泡產(chǎn)生， 沒有明顯現(xiàn)象; 放入 溶液中，沒有明顯現(xiàn)象。判斷這三種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序是( )
B
A. B. C. D.
[解析] &6& .
方法點撥
金屬活動性強(qiáng)弱的判斷方法
1.根據(jù)金屬能否與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)進(jìn)行判斷。
2.根據(jù)金屬與等質(zhì)量、等濃度的酸反應(yīng)的劇烈程度或產(chǎn)生氣泡的速度進(jìn)行判斷。
3.根據(jù)一種金屬與另一種金屬的鹽溶液能否發(fā)生置換反應(yīng)進(jìn)行判斷。
角度2 設(shè)計實驗探究金屬的活動性順序 ★★★★
典例13 &7& 小亮學(xué)完合金后，知道了不銹鋼的主要成分是鐵，白銅中含有銅和鎳 。他決定探究 、 、 的金屬活動性順序。
（1） 【查閱資料】鎳能與稀硫酸反應(yīng)生成能溶于水的 ，并放出氫氣。寫出鎳與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________。
（2） 【猜想與假設(shè)】根據(jù)教材中常見金屬的活動性順序和查閱的資料，對以上三種金屬的活動性作出猜想：
猜想 ；猜想②_____________。
Ni+H2SO4==NiSO4+H2↑
Ni＞Fe＞Cu
[解析]Ni可以與稀硫酸反應(yīng)，說明Ni比Cu活潑，猜想②為Ni＞Fe＞Cu。
（3） 【實驗探究】把用砂紙打磨過的鎳片浸入 溶液中，過一會兒取出，發(fā)現(xiàn)鎳片表面無明顯變化。證明________（填“猜想①”或“猜想②”）成立。
猜想①
（4） 【拓展延伸】用銅片、 溶液和______，通過實驗探究也能判斷 、 、 的金屬活動性順序。
鐵片
[解析]把用砂紙打磨過的鎳片浸入FeSO4溶液中，過一會兒取出，發(fā)現(xiàn)鎳片表面無明顯變化，說明Fe比Ni活潑，猜想①成立。
[解析]用銅片、NiSO4溶液和鐵片，通過實驗探究也能判斷Fe、Cu、Ni的金屬活動性順序。
方法點撥
驗證或探究三種金屬活動性順序的常用方法
一般驗證或探究三種金屬的活動性順序常采用“中間開花”的形式。具體方法如下：
1.“兩金夾一液”：選用三種金屬中活動性位于（或猜測位于）兩端的金屬單質(zhì)，以及活動性介于兩種金屬之間的金屬的化合物溶液作為試劑。根據(jù)兩種金屬單質(zhì)與金屬化合物溶液反應(yīng)的情況判斷。
2.“兩液夾一金”：選用三種金屬中活動性位于（或猜測位于）中間的金屬單質(zhì)，以及另外兩種金屬的化合物溶液作為試劑。根據(jù)金屬單質(zhì)分別與另外兩種金屬化合物溶液反應(yīng)的情況判斷。
題型 4 金屬活動性順序的應(yīng)用
角度1 利用金屬活動性順序判斷反應(yīng)能否發(fā)生 ★★★
典例14 （2023·溫州期末）金屬 在溶液中的活動性是 ，下列對金屬 化學(xué)性質(zhì)的預(yù)測正確的是( )
A
A. 能與 溶液反應(yīng) B.高溫條件下不與 反應(yīng)
C. 能與 溶液反應(yīng) D. 能與稀鹽酸反應(yīng)
[解析]B（×）金屬活動性Ag＜X＜Al，常溫時，X不一定能與O2反應(yīng)，但在高溫條件下可能與O2反應(yīng)；C（×）金屬的活動性X＜Al，X不能與Al2（SO4）3溶液反應(yīng)；D（×）金屬活動性X＜H，X不能與稀鹽酸反應(yīng)。
方法點撥
判斷金屬與溶液能否進(jìn)行反應(yīng)的依據(jù)
（1）在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)生成氫氣。
（2）在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能將位于后面的金屬從其化合物的溶液中置換出來（鉀、鈉、鈣除外）。
角度2 利用金屬活動性順序回收廢液中的金屬 ★★★
典例15 （2023·寧波區(qū)級模擬）為了從含有 、 的工業(yè)廢水中回收 和硫酸亞鐵晶體，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計并完成了以下實驗。
下列說法正確的是( )
B
A.固體 中只含有
B.試劑 是稀硫酸
C.溶液 中的溶質(zhì)為 和
D.操作Ⅰ用到的玻璃儀器只有燒杯和玻璃棒
[解析] &8& .
方法點撥
（1）加入的金屬在金屬活動性順序中必須位于要置換的金屬前。
（2）加入的過量金屬會成為“新雜質(zhì)”，因此要加入容易除去的金屬或與要回收的物質(zhì)相關(guān)的金屬。
角度3 金屬與金屬的鹽溶液反應(yīng)后濾液、濾渣成分的判斷 ★★★★
典例16 （2023·寧波區(qū)級期末）向一定量硝酸銀和硝酸亞鐵的混合溶液中加入鋅粉，充分反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量與加入鋅粉的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
D
A. 點所得固體為銀和鐵的混合物
B. 點所得溶液中含硝酸銀、硝酸亞鐵和硝酸鋅
C. 點所得固體為銀、鐵和鋅的混合物
D. 點所得溶液中只含有硝酸鋅
[解析] 三種金屬的活動性順序為鋅 鐵 銀，向一定量硝酸銀和硝酸亞鐵的混合溶液中加入鋅粉，鋅先與硝酸銀反應(yīng)，硝酸銀反應(yīng)完后，再與硝酸亞鐵反應(yīng)。 點時鋅與一部分硝酸銀反應(yīng)，鋅與硝酸銀反應(yīng)生成銀和硝酸鋅， 點所得固體只有銀； 點時鋅與硝酸銀恰好完全反應(yīng)，此時所得溶液中不含硝酸銀，含沒有反應(yīng)的硝酸亞鐵和反應(yīng)生成的硝酸鋅； 點時鋅和硝酸亞鐵恰好完全反應(yīng)，所得固體為銀和鐵的混合物，不含鋅； 點時加入鋅粉過量，硝酸銀、硝酸亞鐵都已反應(yīng)完，所得溶液中只含有硝酸鋅。
方法點撥
金屬與金屬化合物溶液反應(yīng)先后順序的判斷
（1）一種活潑金屬單質(zhì)與多種不活潑金屬化合物混合溶液反應(yīng)時，首先要清楚反應(yīng)的先后順序，活動性強(qiáng)的金屬優(yōu)先置換出活動性最弱的金屬，再置換出活動性較弱的金屬。
（2）多種活潑金屬單質(zhì)與一種不活潑金屬化合物溶液反應(yīng)時，活動性最強(qiáng)的金屬優(yōu)先反應(yīng)，然后是活動性較強(qiáng)的金屬反應(yīng)。
解題通法
金屬與金屬化合物溶液反應(yīng)后濾渣、濾液成分的判斷
（1）將題目中涉及的金屬按活動性由強(qiáng)到弱的順序排列。
（2）根據(jù)金屬與金屬化合物溶液發(fā)生置換反應(yīng)的規(guī)律（活動性強(qiáng)的金屬可以把活動性弱的金屬從其化合物溶液中置換出來，金屬活動性差距越大越先反應(yīng)），按反應(yīng)的先后順序正確書寫相關(guān)化學(xué)方程式。
（3）由置換反應(yīng)規(guī)律得出結(jié)論：①濾渣中一定含有活動性最弱的金屬單質(zhì)，可能含有活動性較強(qiáng)的金屬單質(zhì)。
②濾液中一定含有活動性最強(qiáng)的金屬的離子，可能含有活動性次之的金屬的離子。
（4）根據(jù)以上結(jié)論和題意對“可能含有”的物質(zhì)進(jìn)行具體分析和判斷。
如向 、 混合溶液中加鋅粉，如果鋅足量，鋅先與 反應(yīng)將 中的 完全置換出來，再置換 中的 。隨著鋅粉的逐漸加入，反應(yīng)得到的濾渣、濾液成分分析見下圖：
若向 、 、 混合溶液中加鋅粉，因金屬活動性 ， 不能與 反應(yīng)，故濾液中一定有
（不包括 點、A點） 優(yōu)先與 反應(yīng)，得到的濾渣只有 ，濾液中含有 、 、 ；
A點： 與 恰好完全反應(yīng)，得到的濾渣只有 ，濾液中含有 、 ；
（不包括A點、B點） 與 反應(yīng)，得到的濾渣為 、 ，濾液中含有 、 ；
B點： 與 恰好完全反應(yīng)，得到的濾渣為 、 ，濾液中含有 ；
B點以后（不包括B點） 過量，得到的濾渣為 、 、 ，濾液中含有 。
題型 5 金屬的腐蝕 ★★★
典例17 如圖是探究鐵銹蝕條件的裝置。將L端與R端的液面高度調(diào)節(jié)一致后塞緊塞子，一周后觀察現(xiàn)象。下列推斷錯誤的是( )
C
A.b管中鐵釘不會銹蝕
B.L端液面會高于R端液面
C.該實驗?zāi)苷f明鐵銹蝕與空氣（或氧氣）有關(guān)
D.若將a管中的水改為食鹽水能加快鐵釘?shù)匿P蝕
[解析] 鐵生銹的條件是與氧氣和水同時接觸， 管中只有干燥的空氣，缺少水，鐵釘不會銹蝕； 管中鐵釘銹蝕消耗氧氣，壓強(qiáng)減小，導(dǎo)致 端液面高于 端液面；對比 、 管中的現(xiàn)象， 管中鐵釘生銹， 管中鐵釘不生銹，說明鐵銹蝕與水有關(guān)；鐵在有食鹽或酸存在時銹蝕速率會加快，將 管中的水改為食鹽水能加快鐵釘?shù)匿P蝕。
歸納總結(jié)
環(huán)境中的某些物質(zhì)會加快鐵的銹蝕，如與酸、食鹽溶液接觸的鐵制品生銹更快。

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