探究金属活动性顺序对点教材实验专项-2020-2021学年九年级化学人教版下册（含解析答案）

（1）探究金属活动性顺序——2021-2022学年九年级下册化学人教版对点教材实验专项
1.小明设计实验探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序。他设计了四个实验方案，用到下列四组药品，能达到目的的是( )
① 铜、银、溶液 ②铁、银、CuSO4溶液
③银、溶液、溶液 ④铜、溶液、溶液
A.②③ B.②④ C.①②③ D.①②③④
2.某化学兴趣小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，利用实验室中的相关药品设计了如下实验方案（实验用到的三种金属丝均已打磨干净）：①稀盐酸、铝、铜、银②硫酸铜溶液、铝、银③硫酸铝溶液、硝酸银溶液、铜④硫酸铝溶液、铜、银⑤硝酸银溶液、铝、铜。其中能验证铝、铜、银金属活动性顺序的是( )
A. ②③⑤ B. ①②③ C. ③④⑤ D. ①②④
3.学习了金属活动性顺序的相关知识后，化学兴趣小组的同学进行了如下探究实验，下列有关说法不正确的是( )
A.试管①中有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色，表明铁比铜活泼
B.根据该探究实验可判断出三种金属的活动性强弱
C.若向固体B中滴加稀盐酸有气泡产生，则溶液A中一定不含
D.溶液A中最多同时存在两种金属离子
4.为探究锌、铜、镍三种金属的性质，某兴趣小组进行如下实验。
【实验一】将三种金属丝分别与一节干电池和小电珠连接，小电珠发光。
【实验二】取粗细、长短相同的锌丝、铜丝、镍丝均与50 mL稀盐酸反应，实验记录如下:
锌 铜 镍 铜
稀盐酸的质量分数 3％ 3％ 15％ 15％
反应现象 少量气泡 无现象 许多气泡 无现象
【实验三】金属锌、铜和稀盐酸构成如图所示的化学电池装置，观察到铜片表面有气泡（）产生，小电珠发光
（1）实验一的现象说明三种金属都具有 性。
（2）镍与稀盐酸反应生成氯化镍（）和氢气，反应的化学方程式是 。
铜不能与稀盐酸发生化学反应的原因是 。
（3）要判断三种金属的活动性强弱，必须在实验二的基础上增补一个实验才能得出结论，其实验内容是 。
（4）金属活动性强弱是由金属物质的结构决定的，不会因某个实验而改变。下列关于实验三分析正确的是 （填选项）。
A.铜的金属活动性变得比锌强
B.铜与稀盐酸发生了置换反应
C.该装置将化学能转化成了电能
5.金属材料被广泛的用于我们的生活中，不仅是因为物理性能优良，还与它们的化学性质密切相关。下面是小明设计的测定金属铁、铜和镁的活动性的探究实验过程和实验记录，请你一起探究。
（实验目的）测定金属铁、铜和镁的活动性的强弱
（所用试剂）稀硫酸、硝酸银溶液、光亮的薄铁片、薄铜片、薄镁片
（实验过程）
步骤一：将铁片、铜片、镁片分别在空气中点燃片刻，观察燃烧现象；
步骤二：将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同，体积相同的稀硫酸的试管中；
步骤三：将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同，体积相同的硝酸银溶液的试管中；
（实验记录）用“√”表示能观察到的实验现象，用“—”表示观察不到的实验现象（见右表）。
金属 空气 稀硫酸 硝酸银液
铁 — √ √
铜 — — √
镁 √ √ √
（1）通过步骤一可以得出三种金属中镁的金属活动性最强，判断依据是___________。
（2）运用控制变量法设计实验方案是化学研究的重要方法，步骤二和步骤三中需要控制的实验条件除了金属的体积、溶液的体积、溶质的质量分数以外，还要控制的条件是__________，写出镁和稀硫酸反应的化学方程式__________，此反应属于__________。
（实验结论）金属铁、铜、镁的活动性由强到弱的顺序是__________。（用元素符号表示）
（反思交流）若利用上述试剂制取氢气，小明认为应该选择金属铁和稀硫酸反应，而不选择金属镁和稀硫酸反应，他的理由是__________。
6.学习小组同学在探究Cu、Al、Ag的活动性顺序时，做了如下两个实验，并由此展开了一系列学习探究活动。
【学习交流】
（1）实验中观察到，甲中铝丝表面附着一层______色固体，乙中溶液颜色变为______色。
（2）你认为通过上述实验______（填“能”或“不能”）得出三种金属的活动性强弱。
拓展探究】
上述实验后，同学们想进行废液的处理与回收，于是将甲、乙中的溶液倒入同一烧杯中，观察到混合溶液（即废液）澄清透明。同学们认为应该先确定废液中是否含有未反应完的和，为此，他们进行了实验并记录如下：
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验1 取少量废液于试管中，加入______溶液 无明显现象 废液中没有
实验2 取少量废液于试管中，加入溶液 产生白色沉淀 废液中含有未反应完的
【反思评价】
讨论后大家一致认为实验2所得结论不合理。你认为理由是______ （用化学方程式表示）。
【拓展应用】
同学们尝试从废液中回收铜，将过量铝粉加入废液中，充分反应后过滤，滤液中存在的金属阳离子是______（写离子符号）。
7.某化学兴趣小组为探究铝和铜的金属活动性强弱，开展了以下活动。
【查阅资料】金属铝在常温下能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜。该反应的化学方程式为__________。
【对比实验】
编号 操作 现象
甲 将表面未打磨的铝丝浸入溶液中 无明显现象
乙 将表面打磨后的铝丝浸入溶液中 铝丝表面析出红色固体
丙 将表面未打磨的铝丝浸入溶液中 铝丝表面析出红色固体
（1）比较实验乙和实验__________（填“甲”或“丙”）可得知：打磨能破坏氧化铝薄膜。
（2）实验乙中反应的化学方程式为，据此可知金属活动性Al比Cu__________（填“强”或“弱”）。
（3）小明同学对实验丙的现象进行分析，认为对氧化铝薄膜有破坏作用。但此观点马上被其他同学否定，否定的依据是__________。
【猜测与探究】
小组同学针对实验丙的现象，经讨论后猜测：破坏了氧化铝薄膜。
为检验此猜测是否正确，他们首先向两支试管中加入相同的溶液，并均浸入表面未打磨的铝丝，然后进行了新的探究：
操作 现象 结论 推论
（1）向一支试管中再加入NaCl固体 铝丝表面析出红色固体 氧化铝薄膜被破坏 或__________能破坏氧化铝薄膜
（2）向另一支试管中再加入固体 __________ 氧化铝薄膜未被破坏 和都不能破坏氧化铝薄膜
【结论与反思】
得出结论：上述猜测__________（填“正确”或“不正确”）。
总结反思：本次探究充分运用了比较法和控制变量法。
8.某兴趣小组为探究Zn、Fe、Cu、Ag四种金属的活动性，进行图9-2-10中甲、乙、丙三个实验。
（1）小组同学随后发现通过甲、乙、丙三个买验无法得出四种金属的活动性顺序。于是补充了实验丁，最终得出四种金属的活动性：Zn>Fe>Cu>Ag，则实验丁中的试剂A、B分别为_____________（写出一组即可）。
（2）从微观角度看物质的变化是化学特有的思维方式。图9-2-11是乙试管反应前后微粒的变化情况，根据图示可知铁与稀盐酸反应的实质是：Fe原子把电子转移给，从而生成氢气分子和_____________（填粒子名称）。
（3）小组同学将丙试管中的物质过滤后，向滤液中加入甲中剩余的锌，析出固体质量的变化随反应时间的关系如图9-2-12所示。a点对应溶液中所含的溶质是_____________（填化学式）；c点所得固体中一定有_____________。
答案以及解析
1.答案：B
2.答案：A
3.答案：D
解析：试管①中有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，表明铁能把硝酸铜溶液中的铜置换出来，即铁比铜活泼，A正确；由试管①中实验现象可说明铁的金属活动性比铜强，试管②中实验现象可说明铜的金属活动性比银强，因此可得出三种金属的活动性由强到弱的顺序为：Fe>Cu>Ag，B正确；若向固体B中滴加稀盐酸有气泡产生，证明固体中一定有铁，而铁比铜、银的活动性强，因此溶液A中一定不含，C正确；如果铁粉和铜粉的量不足，则反应后试管①中含有的金属离子为，试管②中含有的金属离子为，两个试管中的物质在废液缸中混合后，可能同时存在三种金属离子，D错误。
4.答案：（1）导电;（2） 铜不活泼，在金属活动性顺序中排在氢的后面;（3）把粗细、长短相同的锌丝放入50 mL质量分数为15％的稀盐酸中，观察放出气泡的快慢
解析：（1）实验一的现象说明三种金属都具有导电性。
（2）镍与稀盐酸反应生成氯化镍（）和氢气，反应的化学方程式为；铜不能与稀盐酸发生化学反应的原因是铜在金属活动性顺序中排在氢的后面。
（3）把粗细、长短相同的锌丝放入50 mL质量分数为15％的稀盐酸中，观察放出气泡的快慢，对比锌与镍反应的剧烈程度可判断金属活动性强弱。
（4）铜的金属活动性比锌弱，A错误；铜不能和稀盐酸反应，B错误；该装置将化学能转化成了电能，C正确。
5.答案：（1）镁更容易与氧气反应（2） 温度、金属与溶液的接触面积； ；置换反应 ；Mg>Fe>Cu ；镁与稀硫酸反应速率太快不容易控制，铁与稀硫酸反应速率适中
解析： （1）通过步骤一可知，镁更容易与氧气反应，故得出三种金属中镁的金属活动性最强。
（2）运用控制变量法设计实验方案是化学研究的重要方法，步骤二和步骤三中需要控制的实验条件除了金属的体积、溶液的体积、溶质的质量分数以外，还要控制的条件是温度、金属与溶液的接触面积等；
硫酸和镁生成硫酸镁和氢气，，该反应是一种单质和化合物生成另一种单质和化合物的反应，属于置换反应。
实验结论：步骤一可知，镁的金属活动性最强；步骤二中铁能和酸反应，铜不能与酸反应，说明活动性铁大于铜；故金属铁、铜、镁的活动性由强到弱的顺序是Mg>Fe>Cu。
反思交流：若利用上述试剂制取氢气，选择金属铁和稀硫酸反应，而不选择金属镁和稀硫酸反应，原因是镁与稀硫酸反应速率太快不容易控制，铁与稀硫酸反应速率适中。
6.答案：红 ；蓝 ；能；NaCl（氯化钠）或KCl（氯化钾）或HCl（氯化氢、盐酸）（其它合理答案均可）；；
7.答案：【查阅资料】
【对比实验】（1）甲
（2）；强
（3）实验甲中硫酸铜溶液也含有水，但没有明显现象
【猜测与探究】（1）
（2）铝丝表面没有变化
【结论与反思】正确
8.答案：（1）铜、稀盐酸（或铁、硫酸铜）（合理即可）
（2）亚铁离子
（3）；Ag、Cu
解析：本题考查科学探究与创新意识素养。（1）由甲、乙实验可得出金属活动性：锌>铁H，由丙实验可得出金属活动性：铜>银，丁实验只要得出金属活动性：铁>铜或H>铜即可得出四种金属的活动性，故可选用铁和硫酸铜溶液或铜和稀盐酸等。
（2）根据图示可知，Fe原子把电子转移给，从而生成氢气分子和亚铁离子。
（3）由图示可知，锌与丙中的滤液发生了两个反应，因此滤液中含有两种溶质，即硝酸银和硝酸铜。由于金属活动性：锌>铜>银，故锌加入后先置换银，后置换铜，a点表示锌与部分硝酸银反应，溶液中所含的溶质是剩余的硝酸银、硝酸铜和生成的硝酸锌；c点析出固体质量不再增加，表示硝酸铜完全反应或锌全部反应或两者恰好完全反应，因此c点所得固体中一定含有Ag、Cu，可能含有Zn。