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)第2課時金屬的活動性順序金屬的銹蝕【題型導(dǎo)航】TOC\o"13"\h\z\u【重難題型講解】 1題型1金屬的活動性順序 1題型2金屬的銹蝕和防銹 4【能力培優(yōu)練】 7【鏈接中考】 11【重難題型講解】題型1金屬的活動性順序1.金屬的活動性順序（1）比較鐵與銅、銅與銀的金屬活動性實驗步驟實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式實驗結(jié)論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，過一會兒取出鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成，藍色溶液逐漸變?yōu)闇\綠色Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4鐵能把銅從硫酸銅溶液中置換出來(銅不能把鐵從硫酸亞鐵溶液中置換出來)，表明鐵與銅的化學(xué)活動性為Fe>Cu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，過一會兒取出銅絲表面有銀白色物質(zhì)生成，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{色Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2銅能把銀從硝酸銀溶液中置換出來，銅與銀的化學(xué)活動性為Cu>Ag綜上可知，鐵、銅、銀中，活動性最強的是鐵，銅次之，銀最不活潑。金屬活動性由強到弱的順序為：2.金屬活動性順序的應(yīng)用(1)在金屬活動性順序中，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強。(2)按金屬活動性順序，一種活動性強的金屬能把活動性較弱的金屬從它的鹽的水溶液中置換出來。(3)按金屬活動性順序，排在氫前面的金屬可以把酸里的氫置換出來。金屬活動性順序說明金屬具有如下兩條化學(xué)性質(zhì)：①某些金屬＋酸→鹽＋氫氣；②活動性強的金屬＋鹽→活動性弱的金屬＋另一種鹽金屬活動性順序可以幫助我們判斷金屬與酸、金屬與鹽的化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生?？梢杂没顒有暂^強的金屬來制備活動性較弱的金屬，如濕法煉銅等?？梢杂脕磉x擇制取氫氣的金屬。3．濕法煉銅的原理：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，此過程中金屬鐵失去電子的能力比銅強，變成亞鐵離子進入溶液，而銅離子得到電子變成了金屬銅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。①金屬與鹽的反應(yīng)在溶液中進行時，鹽必須是可溶的。如因為AgCl難溶于水，Cu就不能與AgCl發(fā)生置換反應(yīng)。②K、Ca、Na的金屬活動性太強，它們與鹽溶液的反應(yīng)比較復(fù)雜，一般不能置換出其他金屬，如將金屬鈉放入硫酸銅溶液中，發(fā)生反應(yīng)：2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓③鐵從鹽溶液中置換不活潑金屬時，生成的是亞鐵鹽，鐵的化合價為+2價?！痉椒c撥】（1）將一種金屬單質(zhì)放入幾種金屬的鹽溶液的混合液中時，其中排在金屬活動性順序中最靠后的金屬最先被置換出來，然后再依次置換出稍靠后的金屬。如將金屬Zn放入FeSO4和CuSO4的混合溶液中，Zn先與CuSO4發(fā)生置換反應(yīng)，與CuSO4反應(yīng)完后再與FeSO4發(fā)生置換反應(yīng)。根據(jù)金屬鋅的量不同可分為以下幾種情況：金屬Zn的量析出金屬濾液的成分Zn不足（不能與CuSO4溶液完全反應(yīng))CuZnSO4、FeSO4、CuSO4Zn不足(恰好與CuSO4溶液完全反應(yīng))CuZnSO4、FeSO4Zn不足(不能與FeSO4溶液完全反應(yīng))Fe、CuZnSO4、FeSO4Zn適量(恰好與FeSO4溶液完全反應(yīng))Fe、CuZnSO4Zn足量Zn、Fe、CuZnSO4（2）將幾種不同的金屬放入同一種鹽溶液中，其中排在金屬活動性順序中最靠前的金屬先反應(yīng)，然后是稍靠前的金屬反應(yīng)。解題時可將全部的金屬先按金屬活動性從強到弱順序排列，再判斷是否發(fā)生反應(yīng)。（3）金屬與酸的反應(yīng)和金屬與鹽溶液的反應(yīng)均為置換反應(yīng)，反應(yīng)后溶液的溶質(zhì)發(fā)生了改變，導(dǎo)致溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、溶液的密度也隨之改變。反應(yīng)前后溶液的密度的變化取決于反應(yīng)前后溶液中溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量的相對大小。①反應(yīng)后溶液密度變小：如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu，在該反應(yīng)中，反應(yīng)前溶液中的溶質(zhì)為CuSO4，其相對分子質(zhì)量為160；反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為FeSO4，其相對分子質(zhì)量為152，由于152<160，故反應(yīng)后溶液密度變小。②反應(yīng)后溶液密度變大：如Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑，在該反應(yīng)中，反應(yīng)前溶液中的溶質(zhì)為H2SO4，相對分子質(zhì)量為98；反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為ZnSO4，相對分子質(zhì)量為161，由于161>98，故該反應(yīng)后溶液密度變大?！镜淅?1】[2025浙江溫州期中]我國是世界上最早使用濕法煉銅技術(shù)的國家，其中關(guān)鍵的一步是將鐵放入硫酸銅溶液中，發(fā)生的反應(yīng)是Fe+CuSO?===Cu+FeSO?。下列有關(guān)分析正確的是（）A.鐵表面會出現(xiàn)紫紅色固體B.該反應(yīng)說明鐵的金屬活動性比銅弱C.該反應(yīng)中鐵的化合價不變D.反應(yīng)過程中溶液顏色逐漸變黃【典例12】鈀、鎳、銅在電子工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。小明為比較這三種金屬的活動性強弱做了如圖所示實驗，只有實驗④有明顯的現(xiàn)象。則這三種金屬的活動性順序排序正確的是（）A.銅>鎳>鈀B.銅>鈀>鎳C.鎳>鈀>銅D.鎳>銅>鈀跟蹤訓(xùn)練11[2025浙江溫州期中]在檸檬中插入兩種不同的金屬可以制得水果電池。相同條件下，水果電池的電壓與兩種金屬的活動性差異大小有關(guān)，金屬活動性差異越大，電壓也越大。下列檸檬電池中電壓最大的是（）A.B.C.D.跟蹤訓(xùn)練12[2025溫州十七中期中]下列物質(zhì)能由金屬與酸直接反應(yīng)制得的是（）A.FeCl?B.MgSO?C.CuCl?D.AgCl跟蹤訓(xùn)練13[2025溫州八校模擬]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等單質(zhì))中加入足量的稀硫酸充分反應(yīng)，過濾出銅渣，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>CdB.Zn>Cd>CuC.Cu>Zn>CdD.Cd>Zn>Cu題型2金屬的銹蝕和防銹1.金屬銹蝕的條件金屬的銹蝕既與周圍環(huán)境里水、空氣等物質(zhì)的作用有關(guān)，也與金屬內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有關(guān)。（1）實驗操作：實驗操作實驗?zāi)康膶嶒炑b置示意圖實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論把潔凈鐵釘?shù)囊话虢朐嚬苤械恼麴s水里，將試管敞口放置探究鐵在有空氣和有水存在時的生銹情況A鐵釘表面有鐵銹生成鐵在有水有氧氣的環(huán)境中易生銹把潔凈無銹的鐵釘放在干燥的試管中，用橡皮塞密封試管口探究鐵在干燥空氣中的生銹情況B鐵釘表面無變化鐵在干燥的空氣中不易生銹把潔凈無銹的鐵釘全部浸入盛有經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水中，用植物油形成密封探究鐵在有水而無空氣（或氧氣）時的生銹情況C鐵釘表面無變化鐵在有水無氧氣的環(huán)境中不易生銹把潔凈純鐵片的一半浸入試管中的蒸餾水里，將試管敞口放置探究純鐵在有空氣和水存在時的生銹情況D鐵片表面幾乎沒有生銹鐵的純度越高越不容易生銹（2）實驗結(jié)果：A中的鐵片最先生銹。（3）比較B與A、C與A，可知鐵銹蝕的外部條件是：周圍環(huán)境中的水和空氣等物質(zhì)的作用。（4）比較D與A，可知金屬的銹蝕與金屬內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有關(guān)。2.金屬防銹針對外因，使金屬隔絕空氣或隔絕水，保持金屬制品表面干燥和潔凈，或在金屬表面涂一層保護膜，把金屬與外界氧氣隔開，此法又叫保護膜法：①鍍上金屬涂層，如自行車鋼圈上鍍鉻；②涂非金屬涂層，如刷油漆、涂機油、封塑料膜；③生成自身的氧化膜，如鋁表面生成氧化膜。針對內(nèi)因，改變金屬內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，制成合金。如制成不銹鋼等?！镜淅?1】以下是探究鐵生銹條件的實驗，有關(guān)該實驗的說法中正確的是（）甲乙丙A.試管甲中的鐵釘生銹，水面附近的部分銹蝕最嚴重B.甲、乙、丙三支試管中鐵釘都不會生銹C.甲和丙對比可得出鐵生銹的條件之一是與氧氣接觸D.甲和乙對比可得出鐵生銹的條件之一是與水接觸【典例22】某同學(xué)為驗證鐵、銅、銀三種金屬的活動性順序，設(shè)計了以下四種實驗方案，其中能達到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ〢.將鐵絲、銅絲分別放入AgNO?溶液中B.將鐵絲、銀絲分別放入CuSO?溶液中C.將鐵絲、銅絲、銀絲分別放入稀鹽酸中D.將鐵絲分別放入CuSO?溶液、AgNO?溶液中易錯警示：一般驗證三種金屬的活動性順序常采用“中間開花”的方法：(1)“兩金夾一鹽”,選用三種金屬中活動性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鹽溶液進行實驗。根據(jù)兩種金屬單質(zhì)與鹽溶液反應(yīng)的情況判斷。(2)“兩鹽夾一金”,選用三種金屬中活動性位于中間的金屬單質(zhì)，以及另外兩種金屬的鹽溶液進行實驗。根據(jù)金屬單質(zhì)分別與另外兩種鹽溶液反應(yīng)的情況判斷。跟蹤訓(xùn)練21[2025浙江杭州期中]世界每年因銹蝕而損失的金屬數(shù)量巨大，防止金屬銹蝕已成為科學(xué)研究中的重大問題。下列有關(guān)金屬銹蝕與保護措施中不正確的是（）A.在鐵表面刷油漆可以防止鐵銹蝕B.及時擦干被雨水淋濕的自行車可防止自行車銹蝕C.鋁的抗銹蝕性能比鐵強，生活中可用鋼絲球擦洗鋁鍋D.鐵銹蝕的實質(zhì)是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生了化學(xué)變化跟蹤訓(xùn)練22[2025杭州三中模擬]銅在潮濕的空氣中易生銹，我國古人發(fā)現(xiàn)往銅中加入錫，在加熱熔融后制成青銅合金，可適當增強防銹能力，其原理是（）CA.隔絕水B.隔絕空氣C.改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.改變銅原子的結(jié)構(gòu)【能力培優(yōu)練】1.將等質(zhì)量的鎂、鐵、鋅分別放入三份質(zhì)量分數(shù)相同的稀鹽酸中，反應(yīng)生成的氫氣質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖中信息，下列判斷正確的是（）A.曲線y表示鎂的反應(yīng)情況B.鎂一定過量C.鋅一定過量D.鎂消耗稀鹽酸的質(zhì)量最大2.金屬防銹既能節(jié)約資源，又能美化環(huán)境，下列鋼鐵制品經(jīng)過如下處理后，防銹效果最差的是（）A.經(jīng)常在表面涂油的大型鋼制機械B.涂上防銹漆后的“遼寧”號航母艦體外殼C.擦洗干凈后長期存放在室外的大型鐵制農(nóng)機具D.經(jīng)過“烤藍”，在表面形成致密氧化膜的鋼制槍管3.下列圖示實驗中的鐵釘最容易生銹的是（）4.[2025溫州鹿城聯(lián)考]我國是世界上最早使用濕法煉銅技術(shù)的國家，其中關(guān)鍵的一步是將鐵放入硫酸銅溶液中，發(fā)生的反應(yīng)是Fe+CuSO?===Cu+FeSO?。下列有關(guān)分析正確的是（）A.鐵表面會出現(xiàn)紅色固體B.該反應(yīng)說明鐵的活動性比銅弱C.該反應(yīng)中鐵的化合價不變D.反應(yīng)過程中溶液顏色逐漸變黃5.[2025杭州濱江期末]將鐵絲和銅絲上端用導(dǎo)線相連同時插入稀硫酸中，可以組成一個電池(如圖)，且發(fā)現(xiàn)銅絲上有氣泡冒出，這種電池的正負極與金屬活動性強弱有關(guān)。小濱現(xiàn)有A、B、C三種金屬，想用此方法(兩兩用導(dǎo)線連接并同時插入稀硫酸中)判斷它們的金屬活動性強弱：AB相連，A片上冒氣泡；AC相連，A片上冒氣泡；BC相連，B片上冒氣泡。則這三種金屬的活動性由強到弱的順序為（）A.A>B>CB.B>A>CC.C>B>AD.C>A>B6.金屬M與Cu(NO?)?溶液發(fā)生反應(yīng)：M+Cu(NO?)?=Cu+M(NO?)?，下列敘述不正確的是（）A.金屬M不可能是鋁B.M一定能發(fā)生反應(yīng)：M+2AgNO?=2Ag+M(NO?)?C.若M為鎂，恰好完全反應(yīng)后，溶液質(zhì)量較反應(yīng)前減少D.恰好完全反應(yīng)后，M表面有紅色固體析出，溶液一定由藍色變?yōu)闊o色7.[2025溫州瑞安六校聯(lián)考]通過實驗可以比較銅、銀兩種金屬活動性強弱。下列裝置能達到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ?.向一定質(zhì)量的Mg(NO?)?、AgNO?和Cu(NO?)?混合溶液中加入鐵粉，反應(yīng)過程中，測得混合物中溶液的質(zhì)量與加入鐵粉的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。對該反應(yīng)過程描述正確的是（）A.a點，向溶液中滴加稀鹽酸，無白色沉淀B.C點，向過濾后得到的固體中滴加稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生C.d點，溶液中溶質(zhì)為Mg(NO?)?、Fe(NO?)?和Cu(NO?)?D.e點，過濾后得到的固體中只含有2種物質(zhì)9.[2025浙江湖州質(zhì)檢]為比較金屬M與Fe、Zn的金屬活動性強弱，實驗小組設(shè)計了如圖裝置。待甲中充分反應(yīng)后打開K?,使甲中溶液全部進入乙中，乙中無明顯現(xiàn)象，打開K?,使乙中溶液全部進入丙中，Zn片表面變黑(金屬片均足量)。下列有關(guān)說法正確的是（）A.甲中反應(yīng)后得到黃色溶液B.丙中反應(yīng)后溶液質(zhì)量增大C.三種金屬的活動性順序為Zn>M>FeD.將M片和Zn片互換位置仍能達到實驗?zāi)康?0.[2025浙江杭州質(zhì)檢]某興趣小組利用廢鎳材料(含有金屬Ni及少量Fe、Ag)探究相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)并回收鎳，設(shè)計流程如圖所示(部分產(chǎn)物略去)。查閱資料：H?O?溶液可將Fe2?轉(zhuǎn)化為Fe3?。(1)步驟Ⅰ的操作為____________。(2)濾渣①的成分為____。(3)有單質(zhì)Fe參與的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________(任寫一個)。)(4)Ni、Fe、Ag三種金屬的活動性由強到弱的順序為____________。11.[2024浙江杭州期中]某科學(xué)興趣小組設(shè)計如圖所示的裝置探究影響鐵生銹的因素。請回答下列問題。(1)滴入足量過氧化氫溶液，觀察到c處Y形管內(nèi)潮濕的細鐵絲生銹、干燥的細鐵絲依然光亮，由此得出影響鐵生銹的因素為______________。(2)d處潮濕的細鐵絲依然光亮，由此可知盛有濃亞硫酸鈉溶液的裝置的作用是___________________。(3)b裝置的作用是______________。方法點撥：探究鐵生銹的因素可采用對比法或控制變量法。12.[2024湖南長沙一模]鐵是目前世界年產(chǎn)量最高的金屬。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組對鐵的銹蝕產(chǎn)生了濃厚的興趣，在老師的指導(dǎo)下進行了如下實驗探究。【知識回顧】(1)鐵制品銹蝕的過程，實際上是鐵與空氣中的_______和水蒸氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。【實驗探究】該小組利用如下裝置對鐵釘銹蝕的條件進行探究，一段時間后，在A和B中沒有觀察到明顯現(xiàn)象，C和D中鐵釘銹蝕。(2)B中將蒸餾水煮沸的目的是________________________。(3)對比_______(填字母)的實驗現(xiàn)象，說明鐵釘銹蝕需要水。(4)C中的鐵釘比D中的銹蝕更嚴重，原因可能是__________________________?！就卣固骄俊縀(5)為進一步探究鐵釘銹蝕過程中氣態(tài)物質(zhì)的變化，該小組按示意圖E所示裝置完成以下實驗：向錐形瓶中加入少量稀鹽酸，同時測量錐形瓶內(nèi)氣體壓強隨時間的變化，直至鐵釘表面全部生銹。