金属活动性顺序及典题精解

[摘要] 阐述了金属活动性顺序的内容,对金属活动性顺序应用注意的几个方面进行了分析,解析中考典型试题。

[关键词] 金属活动性 典型试题 精解

一、金属活动性顺序的内容及其应用

1.金属活动性顺序的内容:

2.金属活动性顺序的应用

判断金属与酸的置换反应能否发生,在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属(除K、Ca、Na)能置换出稀盐酸、稀硫酸(非氧化性酸)中的氢(元素);判断金属与盐溶液的置换反应能否发生:在金属话动性顺序中(除K、Ca、Na),排在前面的金属能够把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来;判断金属与酸发生化学反应的速率。金属活动性顺序的应用注意以下三点:(1)除K、Ca、Na的原因,是K、Ca、Na首先与溶液中的水反应,而没有直接与酸或盐反应。(2)氢前金属与酸反应产生氢气,酸是指稀盐酸、稀硫酸。如果是氧化性酸,如浓硫酸、浓硝酸则能使金属“钝化”,而氢后的金属也能与浓盐酸、浓硫酸、硝酸反应。(3)金属与盐溶液的置换反应,一定要是可溶盐,否则不能发生置换反应。

二、典型试题解析

1.混合金属与酸反应

例1.将金属混合粉末13g投入到足量的稀硫酸中,充分反应产生1g氢气,则此金属混合物可能是:

(A)Fe、Zn (B)Mg、Al (C)Fe、Al (D)Cu、Zn

解析:涉及到的Fe、Zn、Mg、Al、Cu五种金属中,Fe、Zn、Mg、Al能与稀硫酸反应产生氢气,而Cu不能与稀硫酸反应;酸足量,金属完全反应。先计算产生1g氢气消耗Fe、Zn、Mg、Al的质量分别为28g、32.5g、12g、9g。由计算分析(A)Fe、Zn,由于产生1g氢气需要Fe为28g、Zn为32.5g,而混合物总质量为13g,假设是13g纯铁完全反应,产生的氢气小于1g,13g纯锌完全反应,产生的也氢气小于1g,所以Fe、Zn混合物13g完全反应产生的氢气肯定小于1g;同理分析(B)不可能;分析(C)Fe、Al,产生1g氢气需要Fe为28g,Al为9g,13g纯铁完全反应,产生的氢气小于1g,13g纯铝完全反应产生的氢气大于1g,那么13g Fe、Al混合物产生的氢气可能为1g;分析(D)Cu、Zn,假设是13g纯锌完全反应,产生的氢气小于1g,而混有的铜有不能与稀硫酸反应,所以产生的氢气小于1g。只有(C)符合题意。

2.讨论天平平衡

例2.将盛有等质量、相同质量分数稀盐酸的两只烧杯,放在托盘天平左、右两盘上,调节至平衡,再向两只烧杯中分别放人质量相等的镁和铝,待反应停止后,根据天平的平衡状况判断:若天平仍保持平衡,则反应物中一定无剩余的是,一定有剩余的是;可能有剩余。解析:因天平仍保持平衡,意味着两边产生H2的质量相等。则两边耗去HC1的质量相等,可能出现两种情况:(1)两边的HC1均有余,且剩余的HC1质量相等。等质量的Mg和Al完全反应产生H2的质量并不相等,天平不会平衡,因此这种情况不存在;(2)两边等质量的HC1均已耗尽,即两边的HC1均无剩余。在反应中耗掉等质量的HC1时,消耗的金属质量A1Mg。

3.判断金属与混合盐溶液反应的先后顺序

例3.某溶液中仅含AgNO3和Cu (NO3)2两种溶质,将该溶液分为A、B、C三分,分别加入一定量的铁粉,充分反应后过滤、洗涤,分别得到滤液和滤渣。(1)若将A得到的滤加入到稀盐酸中有气泡产生:则滤渣中一定有。(2)若将B得到的滤渣加入到稀盐酸中没有气泡产生,则滤渣中一定有。(3)若向C得到的滤液中加入稀盐酸后无气泡,有白色固体出现,则滤液中含有的溶质是,滤渣中含有的物质是。

解析:金属与混合盐溶液反应遵循优先置换的原则,即两种金属活动性差别大的优先反应。铁先与AgNO3反应,将AgNO3反应反应完后再与Cu (NO3)2。铁粉的量不同造成不同结果,总共有5种情况见下表:

结论:(1)是情况⑤,滤液中一定有Fe;(2)是情况①、②、③、④,滤渣中一定有Ag;(3)是情况①,溶质是AgNO3、Cu (NO3)2、Fe(NO3)2,滤渣是Ag。

参考文献:

[1]国家课程教材研究所.义务教育课程标准实验教材(下册第2版).北京:人民教育出版社,2006.9-13.

[2]无机化学教研室.无机化学(下册•第2版).北京:高等教育出版社,1986.670.

[3]无机化学教研室.大学无机化学(下册•第2版)北京:高等教育出版社,1986.740.

[4]马艳军.金属与盐溶液推断题解析.2005.