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(共14張PPT)
微專題四　
金屬活動性順序的驗證及探究
類型1 結合所給信息探究金屬的活動性強弱
1.探究原理:利用題目中所給信息,如金屬在自然界中的存在形式,與酸能否反應及反應的劇烈程度或與鹽溶液能否反應等來探究。
2.判斷方法:
(1)在自然界中的存在形式:在自然界中以化合物形式存在的金屬比以單質形式存在的金屬活潑。
(2)與氧氣反應:能與氧氣反應,且反應條件較低的金屬較活潑,反應條件較高的金屬次之,不與氧氣反應的金屬活動性最差。
(3)與酸反應:能夠與酸反應置換出氫氣的金屬比不能與酸反應的金屬活潑;都能與酸反應,反應劇烈、產生氣泡較多的金屬要比反應緩慢、產生氣泡較少的金屬活潑。
(4)與可溶性鹽反應:活潑金屬能將不活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來,由此可以比較金屬的活動性強弱。
【典例1】(2023·菏澤中考)碲化鎘薄膜電池是一種重要的太陽能電池,其材料之
一鎘(Cd)的制備是在銅鎘渣(主要含有Cd、Zn、Cu、Fe單質)中加入足量的稀
硫酸充分反應,過濾出銅渣,然后對濾液進行除鐵凈化,再加入鋅粉置換出鎘,下
列金屬的活動性順序正確的是 ( )
A.Zn>Cu>Cd　　　 B.Zn>Cd>Cu
C.Cu>Zn>Cd D.Cd>Zn>Cu
B
類型2設計實驗探究金屬的活動性強弱
1.設計原理:根據金屬與酸能否反應或反應的劇烈程度或根據金屬能否把另一金屬從其鹽溶液里置換出來等方法,設計探究實驗。
2.設計方法:
(1)驗證兩種金屬的活動性順序時,可以將一種金屬放在另一種金屬的可溶性鹽溶液中,觀察能否將另一金屬置換出來或根據與酸能否反應及反應的劇烈程度來判斷。
(2)比較三種金屬活動性的實驗設計。
①方法一:“兩金夾一鹽”。即選用三種金屬中活動性最強和最弱的兩種金屬的單質及活動性介于兩種金屬之間的金屬的鹽溶液作為試劑,根據兩種金屬單質分別與鹽溶液反應的情況進行判斷;
②方法二:“兩鹽夾一金”。即選用三種金屬中活動性排在中間的金屬單質及其他兩種金屬的鹽溶液作為試劑,根據金屬單質分別與兩種鹽溶液反應的情況判斷。
【典例2】(2023·淄博沂源縣一模)學習合金知識后,知道了不銹鋼中含有金屬鉻。
某同學想:鉻與常見鐵、銅相比,其金屬活動性強弱如何呢 于是,和同學們一起
進行了以下探究。
【查閱資料】①鉻是銀白色有光澤的金屬,在空氣中,像鋁一樣,其表面能產生致
密的氧化膜;②能與稀硫酸反應,生成硫酸亞鉻(CrSO4)。
【作出猜想】猜想①Cr>Fe>Cu;猜想②Fe>Cu>Cr;猜想③_______________。
　Fe>Cr>Cu　
【設計與實驗】①張明同學取大小相等的鐵、銅、鉻三種金屬片,未經打磨就分別放入等量等濃度的稀硫酸中,記錄如表:
實驗 操作 鐵片放在稀硫酸中 銅片放在稀硫酸中 鉻片放在稀硫酸中
開始的 現象 有少量氣泡產生 無氣泡 無氣泡
結論 金屬活動性強弱:Fe>Cu、Fe>Cr ②李紅同學也取大小相等的鐵、銅、鉻三種金屬片,先用砂紙打磨后再分別放入等質量等濃度的稀硫酸中,記錄如表:
實驗操作 鐵片放在稀硫酸中 銅片放在稀硫酸中 鉻片放在稀硫酸中
開始的現象 產生少量氣泡 無氣泡 產生大量氣泡
結論 金屬活動性強弱:________>________>________(填元素 符號) 【討論交流】為什么張明和李紅兩個同學記錄的鉻與稀硫酸反應開始的現象
截然不同 原因是____________________________________。
　Cr　
　Fe　
　Cu　
　鉻能和氧氣反應生成致密的氧化膜　
【實驗驗證】為了進一步確認鐵、銅、鉻三種金屬的活動性強弱,劉斌同學將打
磨過的兩塊鐵片分別放入硫酸亞鉻(CrSO4)溶液和硫酸銅溶液中,觀察到在硫酸亞
鉻溶液中無明顯現象,而在硫酸銅溶液中有明顯的現象是
______________________________________,其反應的化學方程式是
___________________________。
【拓展遷移】寫出鉻與稀硫酸反應,生成CrSO4的化學反應方程式:
____________________________。
【拓展應用】向硫酸亞鐵和硫酸銅的混合溶液中加入一定量的鉻,反應停止后過
濾,得到濾渣和濾液。向濾渣中滴加稀鹽酸,無氣泡產生,則濾液中一定含有
________________________。
　析出紅色固體,溶液由藍色變成淺綠色　
　Fe+CuSO4===FeSO4+Cu　
　Cr+H2SO4===CrSO4+H2↑　
　硫酸亞鉻、硫酸亞鐵　
類型3“濾液”“濾渣”問題
(1)優先置換原則的三種情況。
情況一:兩種(或多種)活潑金屬與一種含不活潑金屬的鹽溶液反應 最活潑的金屬單質優先與該鹽發生置換反應。
情況二:某一活潑金屬與多種含不活潑金屬的鹽溶液反應 該金屬單質優先置換出最不活潑的金屬。
情況三:某一活潑金屬與含活潑、不活潑金屬的多種鹽溶液反應 該金屬單質只與金屬活動性順序位于它后面的金屬鹽溶液發生置換反應。
(2)濾液溶質及濾渣成分判斷的兩個步驟。
步驟一:按金屬活動性由強到弱進行排序
排在金屬單質前面的金屬離子不能被置換,因此溶液中一定存在這些離子;越不活潑的金屬會優先被置換出來,因此濾渣中含不活潑的金屬單質。
步驟二:濾渣種類的判斷
①加入的金屬單質過量
濾渣中有該金屬單質以及排在它后面的所有金屬的單質,濾液中則有排在它前面的金屬離子及其本身的離子。
②加入的金屬單質不足
排在它后面的金屬不能被全部置換出來,越不活潑的金屬越先被置換出來,濾渣就只有被置換的金屬,濾液中就會包括排在單質金屬前面的金屬離子及加入的金屬的離子和沒有被置換的不活潑的金屬離子。
示例:將鋅粉不斷加入一定質量的硝酸銀和硝酸銅的溶液中,隨著鋅粉的加入反應情況如圖所示。
【典例3】(2023·綏化中考)向Cu(NO3)2、AgNO3的混合溶液中,加入一定質量的
Zn粉和Fe粉的混合物。充分反應后過濾,得到濾渣和無色濾液。則下列分析正
確的是( )
A.濾渣中一定有Ag、Cu、Fe,可能有Zn
B.濾渣中一定有Ag、Cu,可能有Fe
C.濾液中一定有Zn(NO3)2,可能有AgNO3
D.濾液中一定有Zn(NO3)2,可能有Fe(NO3)2
A

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