焦點(diǎn)訪談金屬活動(dòng)順序表的應(yīng)用大盤點(diǎn)

1、焦點(diǎn)訪談金屬活動(dòng)順序表的應(yīng)用大盤點(diǎn)湖北省宜昌市第十四中學(xué)（443003） 劉四方金屬活動(dòng)性順序既是規(guī)律性的知識(shí)，又是必備的工具性的知識(shí)，所以在中考中對(duì)金屬活動(dòng)順序表的考查一直備受命題者的“青睞”，在每年的中考試題中必定“亮相”。作為中考必考的一個(gè)重點(diǎn)、焦點(diǎn)和熱點(diǎn)知識(shí)，學(xué)生必須牢記并理解、掌握其應(yīng)用。筆者通過對(duì)近兩年來初中化學(xué)課改實(shí)驗(yàn)區(qū)中考試題的研究，對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行“焦點(diǎn)訪談”，總結(jié)歸納出金屬活動(dòng)順序表的具體應(yīng)用主要有以下十種類型。1、判斷在溶液中的置換反應(yīng)能否發(fā)生【例1】（2005·江蘇連云港市課改實(shí)驗(yàn)區(qū)）5角硬幣的外觀呈金黃色，它是銅和鋅的合金，市面上有人用它制成假金元寶行騙，小

2、明同學(xué)用一種試劑揭穿了他。小明一定不會(huì)用的試劑是A硫酸銅溶液 B硝酸銀溶液 C鹽酸 D硝酸鈉溶液【解析】 金屬與酸反應(yīng)有如下規(guī)律：只有排在氫前面的金屬能置換出酸中的氫，這里的酸一般指的是稀鹽酸和稀硫酸，因?yàn)闈饬蛩岷拖跛峋哂袕?qiáng)氧化性，與金屬反應(yīng)時(shí)不生成氫氣而生成水，濃鹽酸具有強(qiáng)揮發(fā)性，使生成的氫氣含有氯化氫氣體而不純凈；位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兊幕衔锏娜芤豪镏脫Q出來。Cu位于H之后，不能置換出鹽酸中的氫，但Cu位于Ag之前，可與硝酸銀溶液反應(yīng)；Zn位于H、Cu、Ag之前，能與CuSO4、AgNO3和HCl反應(yīng)。而Cu和Zn均不能與NaNO3反應(yīng)，NaNO3溶液無法鑒別。故正確答案

3、為B。2、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序【例2】（2005·廣東肇慶市課改實(shí)驗(yàn)區(qū)）有X、Y、Z三種金屬，把Y分別投入稀硫酸和Z(NO3)2溶液中，有氣泡產(chǎn)生和固體析出；把X 投入Z(NO3)2溶液中，沒有明顯現(xiàn)象。則X、Y、Z可能是（ D ）AZn、Cu、Ag BZn、Fe、Cu CAg 、Cu、 Zn DAg 、Zn、Cu【解析】 本題考查根據(jù)實(shí)際反應(yīng)推導(dǎo)金屬活動(dòng)性順序。規(guī)律：排在前面的金屬能把排在后面的金屬?gòu)乃柠}溶液里置換出來，而不管它是氫前還是氫后；排在氫前面的金屬能把酸中的氫置換出來。但要注意金屬與鹽反應(yīng)時(shí)，鹽應(yīng)為可溶性鹽。依據(jù)題意，Y 能把稀H2SO4中的氫和Z(NO3)

4、2溶液中的Z置換出來，說明Y 在金屬活動(dòng)順序中排在 H 前和Z前，而X 投入Z(NO3)2溶液中，沒有明顯現(xiàn)象，說明二者不反應(yīng)，X排在Z后，故 X、Y、Z 的金屬活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?YZX。將備選答案與之對(duì)照（注意要一一對(duì)應(yīng)）選項(xiàng)中ZnCuAg符合題意，故正確答案為。3、根據(jù)反應(yīng)圖象比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱和相對(duì)原子質(zhì)量的大小【例3】（2005·煙臺(tái)市）將質(zhì)量相等的A、B兩種金屬，同時(shí)分別放入兩份溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同且足量的稀鹽酸中，反應(yīng)生成H2的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示根據(jù)圖中所提供的信息，寫出能從中得出的正確結(jié)論（已知：A、B在生成物中均為2價(jià)）【解析】 這是一道圖象題。規(guī)律：

5、金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，越容易發(fā)生置換反應(yīng)，與酸反應(yīng)生成氫氣的速率越快。由圖象可知，曲線斜率越大，單位時(shí)間內(nèi)放出氫氣質(zhì)量越多。在開始一段相等的時(shí)間內(nèi)，金屬A產(chǎn)生的氫氣比B多，說明A與酸反應(yīng)的速率快，A的金屬活動(dòng)性較強(qiáng)比B強(qiáng)，A、B兩種金屬在金屬活動(dòng)性順序中位置均排在H前。相同價(jià)態(tài)的不同金屬，其相同數(shù)目的原子置換生成的氫分子的個(gè)數(shù)是一樣的。而相同質(zhì)量的不同金屬中，相對(duì)原子質(zhì)量小的，所含的原子個(gè)數(shù)則較多，置換生成的氫氣的量自然多一些。當(dāng)兩種金屬均反應(yīng)完時(shí)，A生成氫氣比B多，則相對(duì)原子質(zhì)量BA。【答案】生成的質(zhì)量AB；相對(duì)原子質(zhì)量BA；反應(yīng)速率AB；在金屬活動(dòng)性順序表中A、B均排在氫前面；（答對(duì)三點(diǎn)內(nèi)容即可

6、）4、用于判斷置換反應(yīng)后金屬的組成和溶液中溶質(zhì)的存在【例4】（2005·山東青島市課改實(shí)驗(yàn)區(qū)）某金屬加工廠生產(chǎn)過程中的廢液含有少量硝酸銀和硝酸銅，為回收利用資源和防止污染，該廠向廢液中加入一定量的鐵粉，反應(yīng)停止后過濾，向?yàn)V出的固體中加入少量稀鹽酸，無氣體產(chǎn)生。則下列有關(guān)說法中，正確的是（ C ）A濾出的固體中一定含有銀和銅，一定不含鐵B濾出的固體中一定含有銀，可能含有銅和鐵C濾液中一定有硝酸亞鐵，可能有硝酸銀和硝酸銅D濾液中一定有硝酸亞鐵，一定沒有硝酸銀和硝酸銅【解析】 Fe粉加入到 AgNO3 、Cu(NO3)2兩種物質(zhì)的混合液中，可能發(fā)生的反應(yīng)為：2AgNO3FeFe(NO3)2

7、2Ag Cu(NO3)2FeFe(NO3)2Cu 。根據(jù)題意“向?yàn)V出的固體中加入少量稀鹽酸，無氣體產(chǎn)生”，說明Fe粉不可能過量，濾出的固體中一定不含有Fe。此時(shí)，則有如下兩種情況：（1）若Fe粉恰好完全反應(yīng)，則上述兩反應(yīng)已進(jìn)行完全，AgNO3、Cu(N03)2不再有剩余，此時(shí)濾出的固體中一定含有Ag和Cu，濾液中只有Fe(NO3)2，而沒有AgNO3、Cu(NO3)2。（2）若Fe粉量不足，可能置換出部分Ag或全部Ag，只有當(dāng)Ag被全部置換出來后，才有可能置換出部分Cu（因Cu比Ag活潑）。即濾出固體中一定含有Ag，可能含有Cu，濾液中可能含有AgNO3和Cu(NO3)2或Cu(NO3)2。綜

8、合上述分析，正確選項(xiàng)為C。5、用于判斷置換反應(yīng)前金屬混合物的組成【例5】（2005·眉山市課改實(shí)驗(yàn)區(qū)）A、Fe B、Mg C、Al D、Cu【解析】 由單質(zhì)金屬組成的混合物，要判斷其組成物質(zhì)是否存在除了快速運(yùn)用金屬活動(dòng)順序判斷能否反應(yīng)外，解答此類題目更多的是從“巧”上做文章。本題涉及到的化學(xué)方程式為：ZnH2SO4ZnSO4H2，F(xiàn)eH2SO4FeSO4H2，MgH2SO4MgSO4H2，2Al3H2SO4Al2(SO4)33H2，Cu不與稀硫酸反應(yīng)。生成 H2 質(zhì)量×金屬質(zhì)量（推導(dǎo)過程從略）。該題運(yùn)用極值法求解可化繁為簡(jiǎn)、化難為易。所謂極值法就是把該混合物質(zhì)量當(dāng)作組分中的

9、一種純凈物質(zhì)量，其余物質(zhì)質(zhì)量趨于 0 ，如各組分單獨(dú)存在時(shí)所得氫氣質(zhì)量均大于(或小于)題給氫氣質(zhì)量，該情況則為不可能；如所得氫氣質(zhì)量既有大于又有小于題 給氫氣質(zhì)量的，該情況可能。利用上式可求出 Zn、Fe、Mg、Al 三種金屬均為6.5g時(shí)放出氫氣質(zhì)量分別為=0.2g0.195g、0.195g、0.195g，故答案為D。6、用于判斷置換反應(yīng)后鹽溶液的質(zhì)量變化【例6】（2005·眉山市課改實(shí)驗(yàn)區(qū)）把鐵片分別放入下列物質(zhì)的溶液中，過一段時(shí)間取出，溶液質(zhì)量增加的是（ C ）A、Al2(SO4) B、CuSO4 C、H2SO4 D、AgNO3【解析】 本題主要考查金屬單質(zhì)與酸、鹽間發(fā)生置換反

10、應(yīng)后溶液質(zhì)量的變化?？偟脑瓌t是：反應(yīng)前后溶劑（水）質(zhì)量不變，溶液質(zhì)量的變化取決于溶質(zhì)質(zhì)量的變化。解題的一般規(guī)律是：反應(yīng)后溶液質(zhì)量不變的情況是沒有發(fā)生置換反應(yīng)；反應(yīng)后溶液質(zhì)量增加的情況是原子量大的金屬與原子量小的金屬的鹽溶液的置換反應(yīng)（金屬同價(jià)態(tài)）；反應(yīng)后溶液質(zhì)量減少的情況是反應(yīng)后生成了氣體或析出另一種金屬，脫離溶液體系，且生成氣體或固體質(zhì)量大于反應(yīng)前固體質(zhì)量。 Fe 與Al2(SO4)3 物質(zhì)不參加反應(yīng)，溶液質(zhì)量不變。通過上述比較，只有C 符合題意。7、用于制備金屬、鹽及物質(zhì)的提純【例7】（2004·昆明市）從含有大量硫酸亞鐵、少量硫酸銅以及不溶性雜質(zhì)的工業(yè)廢水中回收金屬銅并獲得硫酸

11、亞鐵晶體，操作步驟和目的如下表，請(qǐng)?zhí)畛霰碇形赐瓿刹糠帧?操作步驟 目 的(1)將廢水過濾(2)向?yàn)V液中加入過量鐵粉(3)(4)在過濾后的固體混合物中加入過量稀硫酸(5)將反應(yīng)后的混合物過濾(6)(1)(2)(3)將Cu和過量的鐵粉與FeSO4溶液分離(4)(5)(6)得到硫酸亞鐵晶體【解析】 這是一道綜合性很強(qiáng)的物質(zhì)提純題，考查了學(xué)生運(yùn)用金屬活動(dòng)性順序和提純?cè)盱`活解決生產(chǎn)、生活中實(shí)際問題的能力，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和慎密的思維能力，是一道考查學(xué)生素質(zhì)且區(qū)分度很好的試題。根據(jù)題意，既然要回金屬銅和硫酸亞鐵，必須選取一種金屬將銅離子全部轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，該金屬一定位于銅之前；同時(shí)又不能引入新的金屬

12、離子，則選擇的金屬應(yīng)該是鐵，且應(yīng)過量。完全反應(yīng)后，過濾，得沉淀銅和鐵（未反應(yīng)的）的混合物，此時(shí)再加入稀硫酸，溶解未反應(yīng)的鐵，再次過濾，即可得到純凈的銅單質(zhì)；將過濾后的濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，即可析出硫酸亞鐵晶體。【答案】 操作步驟 目 的 (1)(1)除去不溶性雜質(zhì) (2)(2)將CuSO4。中的Cu置換出來 (3)將反應(yīng)的混合物過濾(3) (4)(4)將過量的鐵粉轉(zhuǎn)化為FeS04溶液 (5)(5)分離Cu和FeSO4溶液 (6)將FeS04溶液蒸發(fā)結(jié)晶(6)8、計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究金屬活動(dòng)性順序【例8】（2005·上海市二期課改實(shí)驗(yàn)區(qū)）為探究鐵和銅的金屬活動(dòng)性順序，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器

13、和藥品條件（如下所列），通過填寫下表，完成對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的構(gòu)思?！緦?shí)驗(yàn)儀器】試管、膠頭滴管、鑷子【實(shí)驗(yàn)藥品】鐵釘、銅片、稀硫酸、硫酸鋅溶液、硫酸亞鐵溶液、硫酸銅溶液方案所選藥品有關(guān)化學(xué)方程式12【解析】 測(cè)定不同金屬的活動(dòng)性順序常依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象來判斷，金屬活動(dòng)性順序表中位置靠前的金屬能把相對(duì)靠后的金屬?gòu)乃幕衔锏娜芤褐兄脫Q出來，H前金屬能氫酸中的氫置換出來。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上可知，從溶液中被置換出的金屬是活潑性較弱的金屬，能與酸反應(yīng)放出氫氣的金屬是H前的金屬。我們已經(jīng)知道Fe比Cu活潑且Fe位于H前而Cu位于H后。據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)所選藥品可用Fe、Cu分別與酸反應(yīng)的現(xiàn)象來判斷這兩種金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱

14、；另一種方案則可選金屬與鹽溶液反應(yīng)，用較活潑的金屬與較不活潑的金屬的鹽的溶液反應(yīng)，或用不活潑的金屬與較活潑的金屬的鹽的溶液反應(yīng)?！敬鸢浮浚ㄩ_放性解答，答案合理均給分）方案所選藥品有關(guān)化學(xué)方程式1鐵釘、銅片、稀硫酸FeH2SO4 = FeSO4H2 2鐵釘、硫酸銅溶液FeCuSO4 = FeSO4Cu 9、利用元素質(zhì)量守恒巧算金屬與酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量【例9】（2005·江蘇常州市課改實(shí)驗(yàn)區(qū)）鋅粉、鋁粉、鐵粉、鎂粉的混合物3.8g與一定質(zhì)量溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，將反應(yīng)后的混合物蒸發(fā)水份得固體（不含結(jié)晶水）11g，則反應(yīng)中生成氫氣的質(zhì)量為（ A ） A0.15g B0.

15、20g C0.30g D0.45g【解析】本題是一道計(jì)算選擇題，主要考查學(xué)生對(duì)質(zhì)量守恒定律的認(rèn)識(shí)、理解與遷移應(yīng)用的能力。本題的解題難點(diǎn)在于參加反應(yīng)的物質(zhì)比較多，且提供的物質(zhì)質(zhì)量是混合物的質(zhì)量，具體的各物質(zhì)的質(zhì)量都是未知的，無法按照常規(guī)列比例式直接求解。解題的關(guān)鍵在于對(duì)這些物質(zhì)的反應(yīng)進(jìn)行整體分析：無論是鋅、鋁、鐵、鎂中的哪一種金屬與稀硫酸反應(yīng)，其結(jié)果必然是由該金屬單質(zhì)變?yōu)楹摻饘僭氐柠}（如鋅變成硫酸鋅、鋁變成硫酸鋁等），因此從金屬單質(zhì)的混合物總質(zhì)量3.8g，變成反應(yīng)后的固體混合物（即硫酸鋅、硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鎂四種鹽的混合物）總質(zhì)量11g ,其中增加的質(zhì)量就是稀硫酸中硫酸根SO4的總質(zhì)量；

16、而對(duì)硫酸而言，氫元素的質(zhì)量與硫酸根的質(zhì)量比是固定的。由于該反應(yīng)為恰好完全反應(yīng)，因此生成氫氣的質(zhì)量就是氫元素的質(zhì)量，據(jù)此可求得氫氣的質(zhì)量。根據(jù)元素質(zhì)量守恒求解。反應(yīng)后固體質(zhì)量（11g）=固體中各金屬元素質(zhì)量（3.8g）+SO42的質(zhì)量，則SO42的質(zhì)量=7.2g，再根據(jù)關(guān)系式：H2SO4（98）H2（2）SO42（96），有2：96=x：7.2g，解得x=0.15g。正確答案為A。10、運(yùn)用金屬活動(dòng)性順序和質(zhì)量守恒解答比較復(fù)雜的綜合型計(jì)算題【例10】（2005·汕頭課改實(shí)驗(yàn)區(qū)）某同學(xué)為探究銅鐵合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，先后進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表： 實(shí)驗(yàn)次數(shù)項(xiàng)目第一次第二次第三次所取合

17、金的質(zhì)量/g202040所加稀硫酸的質(zhì)量/g10012080生成氫氣的質(zhì)量/g0.40.40.4根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，試回答以下問題：（1）上表三次實(shí)驗(yàn)中，合金里的鐵恰好完全反應(yīng)時(shí)，消耗稀硫酸溶液的質(zhì)量是_g。（2）該銅鐵合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（3）第三次實(shí)驗(yàn)所得溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_（結(jié)果保留至0.1%）?！窘馕觥?此題要求通過分析數(shù)據(jù)，得出合金與稀硫酸恰好完全反應(yīng)時(shí)消耗稀硫酸溶液的質(zhì)量，而此質(zhì)量在題目中有三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，要通過對(duì)比分析確定。銅位于氫之后不與稀硫酸反應(yīng)，實(shí)際上是合金中的鐵與稀硫酸反應(yīng)?！暗谝淮巍迸c“第二次”實(shí)驗(yàn)比較，合金質(zhì)量均為20g，增加稀硫酸的質(zhì)量時(shí)，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量均為0.4g，表明此時(shí)硫酸過量，而合金中的鐵反應(yīng)完全；從“第三次”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，合金質(zhì)量為40g，若硫酸足量，應(yīng)產(chǎn)生氫氣0.8g，而實(shí)驗(yàn)只產(chǎn)生0.4g氫氣，表明此時(shí)合金過量，而硫酸反應(yīng)完全。可見合金質(zhì)量為20g，硫酸溶液質(zhì)量為80g時(shí)，其中鐵與硫酸恰好完