2020年人教版九年级化学第八单元 课题 2 金属的化学性质-金属活动性的探究 题型

2020年人教版九年级化学第八单元《金属活动性的探究》
1、金属材料在生产生活中应用广泛。化学实验小组的同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如下探究活动。
【作出猜想】对Mn的活动性提出了三种猜想：
猜想一、 ；
猜想二、Fe＞Mn＞Cu；
猜想三、Fe＞Cu＞Mn。
【实验验证】
实验步骤 实验方案 实验现象 实验结论
Ⅰ ? 猜想三错误
Ⅱ 将锰加入硫酸亚铁溶液中 有黑色固体析出 猜想 正确
（1）步骤Ⅰ的实验方案中，a和b的数值应分别是 、 。
（2）已知Mn在生成物中显+2价，则步骤Ⅱ中反应的化学方程式为 。
【反思与应用】活动性越强的金属，越容易在空气中发生化学变化。铁生锈的条件是 。
2、金属和金属材料与生产生活和社会发展的关系非常密切。
（1）生活中常用铁锅炒菜主要利用了铁的 性；厨房中的铁锅容易生锈，其原因是铁与空气中的 和水等发生了化学反应。
（2）经检测，世界上最大的青铜器“司母戊鼎”中含有铜、锡等金属，某同学为探究铜、锡与铁的金属活动性顺序，设计了如表所示实验（金属片均已打磨，且形状、大小相同，试管中所用5%的稀盐酸体积相同）。
【实验记录与分析】
实验一 实验二 实验三
实验操作 ? ?
实验现象 立即产生气泡，速率较快 无明显现象 立即产生气泡，速率较慢
实验结论 铁、铜、锡的金属活动顺序由强到弱为 。
【查阅资料】锡元素（Sn）的常见化合价是+2价。根据实验现象推测实验三的试管中锡与盐酸发生反应的化学方程式 。
（3）向m克AgNO3、Cu（NO3）2，Fe（NO3）2的混合溶液中加入Zn粉，充分反应后，过滤所得溶液的质量仍为m克。则下列说法错误的是 （多选）。
A．滤渣中一定有Ag、Cu、Fe
B．滤液中一定没有AgNO3
C．滤液中一定含有Zn（NO3）2、Fe（NO3）2
D．该过程至少发生了三个化学反应
3、学习完金属的化学性质，同学们来到实验室进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。实验桌上老师提供的药品有：锌片、铜片、银片、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和稀硫酸。
【制定计划】在老师的指导下，经过讨论，同学们设计出了以下几种实验方案：
方案一：铜片、硫酸锌溶液、硝酸银溶液；
方案二：锌片、银片、硫酸铜溶液；
方案三：锌片、铜片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液；
你的设计方案是 。
【进行实验】小华同学选用方案三进行如下探究，请你帮他完成表格中的空白（注：表格中实验操作一栏用文字描述或图示表示均可）：
实验操作 实验现象 分析与结论
? 。 金属活动性：Cu Ag（填“＞”或“＜”）。
。 锌片表面附着一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色。 金属活动性：Zn Cu（填“＞”或“＜”），反应的化学方程式为 。
【解释与结论】根据上述实验，小华得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
【反思与评价】探究活动结束后，同学们分享自己的收获与不足，并进行反思：
1．有同学提出，小华的实验中不用硫酸铜溶液也能得到相同的实验结论。简要说明其验证方法： 。
2．经过讨论，大家一致认为以上实验方案中，方案 较好。
3．小华提出，试管中的金属可以回收再利用，这样做的意义是 。
【拓展与延伸】好奇地小华在老师的指导下，把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应一段时间后，过滤，发现滤液呈无色。此时，滤渣中一定含有 ，溶液中离子数目增加的是 。
4、某兴趣小组的同学，对Mg、Cu、Ni（镍）三种金属的活动性顺序展开了探究。
【提出假设】对三种金属的活动性顺序提出可能的假设：①Mg＞Cu＞Ni；②Mg＞Ni＞Cu，请你写出其他的可能的一种假设：③ Ni＞Mg＞Cu。
【查阅资料】部分含镍化合物的溶解性如表。
OH- Cl- NO3- SO42-
Ni2+ 不 溶 溶 溶
【进行实验】
（1）方法一：在同温下，小组同学取颗粒大小相同、质量相同的三种金属粉末于试管，然后倒入等体积等浓度稀盐酸，观察并记录现象。请你完成小组同学对实验现象的记录：
金属 Mg Cu Ni
与稀盐酸反应的现象 气泡产生激烈
金属粉末迅速减少 ?
不产生气泡，金属粉末不减少 有气泡缓慢放出
金属粉末逐渐减少
【得出结论】假设② （填序号）正确。
（2）方法二：小组同学按右图1所示进行实验。发生反应的化学方程式为 Ni+CuSO4=NiSO4+Cu。
【思维拓展】将图1实验后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，一段时间后过滤，得滤渣和滤液。所得滤渣成分可能只含有铜，也可能含铜和镍 ；所得滤液中含有的金属离子是Mg2+、Ni2+ （填离子符号）。
5、我国自主设计的大型客机成功试飞，首艘国产航母正式下水，标志着我国的金属材料制造技术取得重大突破。根据所学知识回答下列问题：
金属 A B C D
导电性（以100为标准） 99 61 17 7.9
密度/（g?cm-3） 8.92 2.70 7.86 11.3
熔点/℃ 1083 660 1535 327
硬度（以10为标准） 3 2.7 5 1.5
（1）常温下一些金属的物理性质数据如表，据此可知高压输电线最好选用金属 B（填字母）；C的合金通常可以做菜刀、锤子等，其合金的硬度＞ 5（填“＞”、“＜”或“=”）。
（2）铁矿石有多种，如赤铁矿（主要成分Fe2O3）和磁铁矿（主要成分Fe3O4）?等，写出磁铁矿的主要成分与一氧化碳反应的化学方程式3Fe+4CO2 。
（3）某兴趣小组为探究Zn、Fe、Cu、Ag四种金属的活动性，进行如图中甲、乙、丙三个实验。
①小组同学随后发现该实验无法得出四种金属的活动性顺序。于是补充图丁实验，最终得出四种金属活动性：Zn＞Fe＞Cu＞Ag，则图丁中的试剂A、B分别为铜、稀盐酸（或铁、硫酸铜） （写出一组即可）。
②小组同学将丙试管中的物质过滤后、向滤液中加入甲中剩杂的锌，析出固体质量的变化随反应时间的关系如戊图所示。写出a点对应溶液中所含的溶质是 AgNO3、Cu（NO3）2、Zn（NO3）2（填化学式）。
6、某化学兴趣小组为探究金属铝和铜的活动性强弱，开展了以下活动。
【查阅资料】
经查阅，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 4Al+3O2=2Al2O3。
【对比实验】
编号 操作 现象
甲 将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中 无明显现象
乙 将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4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CuCl2溶液中 铝丝表面析出红色固体
（1）比较实验乙和实验 甲（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2Al+3CuSO4═Al2（SO4）3+3Cu ，据此可知金属活动性Al比Cu强 （填强”或“弱”）。
（3）小明同学对实验丙的现象进行分析，认为H2O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 甲中硫酸铜溶液也含有水，没有明显现象。
【猜测与探究】
小组同学针对实验丙的现象，经讨论后猜测：Cl-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CuSO4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 Na+或①
?
Cl-
能破坏氧化铝薄膜
（2）向另一支试管中再加入Na2SO4固体 ②
?
铝丝表面没有变化 氧化铝薄膜未被破坏 Na+和SO42-都不能破坏氧化铝薄膜
【结论与反思】
得出结论：前述猜测 正确（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
7、某研究性学习小组的同学为探究金属镍（Ni，银白色金属）和铜的活动性顺序，进行了一系列实验活动．请你一起参与他们的活动，并回答有关问题．
探究活动一、金属镍和铜的活动性顺序
实验方案 实验现象 实验结论
将金属镍加入到盛有硫酸铜溶液的试管中 溶液的颜色变浅，
有
红
色固体析出 镍比铜的金属活动性强
若在生成物中Ni为+2价，则该反应的化学方程式为 Ni+CuSO4=NiSO4+Cu．
实验过程中，小组同学还发现试管中有无色气体产生的“异常”现象，十分好奇，于是继续进行探究活动．
探究活动二、无色气体的成分是什么？
【猜想假设】A．氢气??B．氧气??C．二氧化硫??D．二氧化碳??E．一氧化碳
【分析推理】小明认为无色气体不可能是二氧化碳或一氧化碳，理由是反应前不含有碳元素 ．
小红根据二氧化硫能够形成酸雨的事实，推测二氧化硫与二氧化碳的化学性质相似．小组同学认为小红的观点合理，于是将收集到的气体通入石蕊 溶液中，发现溶液不变色，证明无色气体不是二氧化硫．
综上所述，小组同学认为，无色气体可能是氢气，或者是氧气．
【设计方案】为确定气体成分，小组同学设计了如下实验方案：
用图所示装置进行实验，先排一会气体 ，然后将燃着的木条放在尖嘴处，发现气体燃烧并发出淡蓝色火焰，证明无色气体可能是氢气．
该实验方案中浓硫酸的作用是吸水 ．
【评价与反思】小组同学认为，还可以补充一个实验，验证无色气体中含有氢元素，从而进一步证明无色气体可能是氢气．他们应补充的实验是 在火焰上罩一个干而冷的烧杯，杯壁有水雾产生．
8、小柯家新买了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起金属活动性顺序中没有铬，为了解铬与铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行如下探究活动。
【查阅资料】①铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液；
②铬（Cr）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜，铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬（CrSO4）溶液。
【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。
实验一 实验二 实验三
实验
方案 ? ? ?
实验
现象 铬片表面产生气泡缓慢，溶液变蓝色。 无现象 铝片表面产生气泡较快。
结论 铬能和稀硫酸反应，反应速率较慢。 铜不与稀硫酸反应 铝能与稀硫酸反应，反应速率较快。
三种金属在金属活动性顺序关系是
?
Al、Cr、Cu
【回答问题】（1）三种金属在金属活动性顺序关系是
?（2）实验一所发生反应的化学方程式是 Cr+H2SO4═CrSO4+H2↑
（3）小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，小燕认为不可行，理由是Al、Cr都能与硫酸铜溶液发生反应，无法比较铬和铝的金属活动性强弱
（4）比较金属活动性强弱的方法有：
9、为了比较金属R与铁、铜的金属活动性强弱，某化学兴趣小组的同学进行了如下探究活动。
【提出猜想】他们考虑到铁的活动性比铜强，对三种金属的活动性顺序作出如下猜想：
猜想一：Fe＞Cu＞R；猜想二：Fe＞R＞Cu；猜想三：R＞Fe＞Cu。
【实验探究】为了验证哪一种猜想成立，甲、乙、丙三位同学分别展开实验探究。
主要操作 主要现象 主要结论
甲 将打磨好的粗细相同的R丝、铁丝分别放在酒精灯火焰上灼烧 R丝在空气中距离燃烧，铁丝在空气中不能燃烧 金属活动性：
?
R＞Fe
乙 将打磨好的R丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中 ?
R丝表面有红色物质析出 金属活动性：R＞Cu
丙 将打磨好的粗细相同的R丝、铁丝、铜丝分贝插入体积和浓度都相同的稀硫酸中 R丝表面产生气泡速率比铁丝表面产生气泡速率
?
快
（填“快”或“慢”），铜丝表面无气泡产生 金属活动性：R＞Fe＞Cu
【表达交流】写出铁丝与稀硫酸反应的化学方程式： Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
【探究结论】三位同学经讨论交流，都得出猜想三 正确。
【归纳总结】探究结束后，他们总结得出比较金属活动性强弱的常见方法有：
（1）金属与氧气反应的难易和剧烈程度；
（2）金属与酸溶液是否反应或反应的剧烈程度；
（3）金属与 盐溶液是否反应。
【拓展应用】利用下列五组试剂验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，从原理上分析，可以达到实验目的的是③④⑤ 。
①Cu、ZnSO4溶液、Ag
②Zn、Cu、Ag、稀硫酸
③Ag、Zn、CuSO4溶液
④稀硫酸、Zn、Cu、AgNO3溶液
⑤ZnSO4溶液、Cu、AgNO3溶液
参考答案
1、答案为：
【作出猜想】Mn＞Fe＞Cu；
【实验验证】Mn、Fe表面均产生气泡，铜表面无明显现象；一；
（1）5；10；
（2）Mn+FeSO4=Fe+MnSO4；
【反思与应用】铁与氧气、水充分接触。
2、答案：（1）导热；氧气；
（2）Fe＞Sn＞Cu；Sn+2HCl=SnCl2+H2↑；
（3）ACD。
3、答案：【制定计划】锌片、铜片、稀硫酸、硝酸银溶液（合理即可）；
【进行实验】
实验操作 实验现象 分析与结论
? 铜片表面附着一层银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色。 金属活动性：Cu＞Ag（填“＞”或“＜”）。
． 锌片表面附着一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色。 金属活动性：Zn＞Cu（填“＞”或“＜”），反应的化学方程式为 Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4．
【解释与结论】Zn＞Cu＞Ag；
【反思与评价】1、将打磨过的锌片放入铜片与硝酸银反应后的溶液中，观察锌片表面是否出现红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色；
2、一、二；
3、节约金属资源，防止造成环境污染；
【拓展与延伸】银和铜；锌离子。
4、解：【提出假设】
对三种金属的活动性顺序提出可能的假设：①Mg＞Cu＞Ni；②Mg＞Ni＞Cu；③Ni＞Mg＞Cu。
故填：Ni＞Mg＞Cu。
【进行实验】
（1）方法一：实验过程如下所示：
金属 Mg Cu Ni
与稀盐酸反应的现象 气泡产生激烈
金属粉末迅速减少 不产生气泡，金属粉末不减少 有气泡缓慢放出
金属粉末逐渐减少
【得出结论】
由表中信息可知，镁比镍活泼，镍比铜活泼，假设②正确。
故填：②。
（2）方法二：小组同学按右图1所示进行实验，镍和硫酸铜反应生成硫酸镍和铜，发生反应的化学方程式为：Ni+CuSO4=NiSO4+Cu。
故填：Ni+CuSO4=NiSO4+Cu。
【思维拓展】
将图1实验后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，是因为②试管内的硫酸铜过量，和①试管内的镍反应生成了铜，一段时间后过滤，得滤渣和滤液，所得滤渣成分可能只含有铜，也可能含铜和镍（镍过量时）；
所得滤液中含有的金属离子：没有反应的硫酸镁中的镁离子和反应生成的硫酸镍中的镍离子，不能确定是否含有铜离子。
故填：铜和镍；Mg2+、Ni2+。
5、答案：（1）B；＞；（2）Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；
（3）①铜、稀盐酸（或铁、硫酸铜）（合理即可）；②AgNO3、Cu（NO3）2、Zn（NO3）2。
6、解：【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的化学方程式为4Al+3O2=2Al2O3，故填：4Al+3O2=2Al2O3。
【对比实验】（1）设计实验要注意控制变量，乙和甲一个是打磨的一个是没有打磨的，故的比较实验乙和实验甲可得知打磨能破坏氧化铝薄膜，故填：甲。
（2）实验乙中是铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，反应的化学方程式为2Al+3CuSO4═Al2（SO4）3+3Cu，据此可知金属活动性A1比Cu强，故填：2Al+3CuSO4═Al2（SO4）3+3Cu；强。
（3）H2O对氧化铝薄膜镁没有破坏作用。因为甲中硫酸铜溶液也含有水，没有明显现象，故填：甲中硫酸铜溶液也含有水，没有明显现象。
【猜测与探究】氯化钠中含有钠离子和氯离子，故可能是氯离子破坏了氧化铝薄膜，加入硫酸钠固体，氧化铝薄膜未被破坏，故不会有明显变化，故填：
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 Na+或①Cl-能破坏氧化铝薄膜
（2）向另一支试管中再加入Na2SO4固体 ②铝丝表面没有变化 氧化铝薄膜未被破坏 Na+和SO42-都不能破坏氧化铝薄膜
【结论与反思】
得出结论：根据实验可以看出，氯离子能破坏氧化铝薄膜，故前述猜测正确，故填：正确。
7、解：将金属镍加入到盛有硫酸铜溶液的试管中，镍比铜的金属活动性强，说明能置换出铜，故会出现红色的固体，故填：红；
镍能与硫酸铜反应生成硫酸镍和铜，故填：Ni+CuSO4=NiSO4+Cu；
因为反应前不含有碳元素，故不可能生成一氧化碳和二氧化碳，故填：反应前不含有碳元素；
二氧化硫能与水反应生成酸，酸能使石蕊试液变色，故可以加入石蕊试液检验是否含有二氧化硫，故填：石蕊；
因为气体具有可燃性，可燃性气体不纯点燃或加热可能产生爆炸，故需要先排一会气体，以使气体纯净，故填：排一会气体；
浓硫酸具有吸水性，能吸收气体带出的水分，故填：吸水；
要验证含有氢元素，因为含有氢元素的物质燃烧会生成水，故可以在燃烧火焰的上方罩一个干而冷的烧杯，观察杯壁有水雾产生，故填：在火焰上罩一个干而冷的烧杯，杯壁有水雾产生．
8、?解：（1）根据我们学过的知识可知，铜与稀硫酸不反应，根据图示现象可知，铝与稀硫酸反应比较快。结合铬也可以与硫酸反应，但反应比较慢，可得出三者的金属活动顺序为Al、Cr、Cu；故填：Al、Cr、Cu；
（2）由资料可知，铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬（?CrSO4）溶液，方程式为：Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑；故答案为：Cr+H2SO4═CrSO4+H2↑；
（3）因为铝和铬都能与硫酸铜溶液反应，能得出铝和铬比铜活泼，但无法比较铬和铝的金属活动性强弱；故填：Al、Cr都能与硫酸铜溶液发生反应，无法比较铬和铝的金属活动性强弱；
（4）通过上述实验可知：比较金属活动性强弱可通过金属与酸反应判断金属活动性强弱，也可通过金属与盐溶液反应进行判断；故填：金属与酸发生置换反应?（或金属与盐发生置换反应）。
9、解：【实验探究】甲：将粗细相同打磨好的R丝、铁丝，分别在空气中点燃，R丝在空气中剧烈燃烧，铁丝在空气中不能燃烧，说明R比铁活泼；
乙：将打磨好的R丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中，若金属活动性：R＞Cu，则R能置换出硫酸铜中的铜，观察到R丝表面有红色物质析出；
丙：将打磨好的粗细相同的R丝、铁丝、铜丝分别插入体积和浓度都相同的稀硫酸中，若金属活动性：R＞Fe＞Cu，则观察到R丝表面产生气泡速率比铁丝表面产生气泡速率快，铜丝表面无气泡产生；
故答案为：
主要操作 主要现象 主要结论
甲 将打磨好的粗细相同的R丝、铁丝分别放在酒精灯火焰上灼烧 R丝在空气中剧烈燃烧，铁丝在空气中不能燃烧 金属活动性：R＞Fe
乙 将打磨好的R丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中 R丝表面有红色物质析出 金属活动性：R＞Cu
丙 将打磨好的粗细相同的R丝、铁丝、铜丝分别插入体积和浓度都相同的稀硫酸中 R丝表面产生气泡速率比铁丝表面产生气泡速率 快（填“快”或“慢”），铜丝表面无气泡产生 金属活动性：R＞Fe＞Cu
【表达交流】铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；故答案为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
【探究结论】由实验探究可知，金属活动性：R＞Fe＞Cu，即猜想三正确；故答案为：三；
【归纳总结】探究结束后，他们总结得出比较金属活动性强弱的常见方法有：
（1）金属与氧气反应的难易和剧烈程度；
（2）金属与酸溶液是否反应或反应的剧烈程度；
（3）金属与盐溶液是否反应；
故答案为：盐溶液；
【拓展应用】①Cu、Ag都不与ZnSO4溶液反应，说明了Zn的活动性大于Cu、Ag，但不能比较Cu、Ag的活动性强弱，故①不能达到实验目的。
②Zn能与稀硫酸反应，Cu、Ag都不与稀硫酸溶液反应，说明了Zn的活动性大于Cu、Ag，但不能比较Cu、Ag的活动性强弱，故②不能达到实验目的。
③Zn能与CuSO4溶液反应，Ag不能与CuSO4溶液反应，能验证银、锌、铜三种金属的活动性顺序，故③能达到实验目的。
④Zn能与稀硫酸反应，Cu不能与稀硫酸反应，说明了Zn的活动性大于Cu，Cu能与AgNO3溶液反应，说明了Cu的活动性大于Ag，能验证银、锌、铜三种金属的活动性顺序，故②能达到实验目的。
⑤Cu不能与ZnSO4溶液反应、Cu能与AgNO3溶液反应，能验证银、锌、铜三种金属的活动性顺序，故⑤能达到实验目的。
故答案为：③④⑤。