中考化学专题突破——金属活动性顺序的验证与探究

• 金属活动性顺序的验证与探究的中考命题特点

金属活动性顺序是贯穿中学化学教学的核心概念之一，它为学生理解金属的化学性质、预测置换反应的可能性提供了直观的工具，承载对元素观、变化观等化学观念的考查，区分度高，是中考化学的热门考点。往往置于真实问题情境中，结合生活实际、工业生产，考查控制变量法、对比实验法、分类讨论等科学方法的运用，涉及科学探究、证据推理、模型认知、逻辑推理等综合能力的考查。

中考命题具有以下特点：

 命题趋势：

1.重视能力立意与素养导向

科学思维培养：证据推理（从实验现象推断活动性）；模型认知（构建滤液成分分析模型）。

探究实践能力：变量控制（考查酸浓度、金属形状等变量对反应速率的影响）；方案优化（评价实验设计缺陷）。

2.情境设计与跨学科融合

生活与科技情境：金属蚀刻画、航母电缆材料、龙鳞钢性能等真实案例融入命题。

环保主题：废液回收（如将含Cu²⁺废液转化为FeSO₄）体现绿色化学理念。

  这些特点体现了中考命题对化学学科核心素养的重视，旨在考查学生在真实情境中运用化学知识解决问题的能力。

• 教学突破

  培养学生能运用研究物质性质的一般思路与方法，从物质类别的视角，依据金属活动性顺序等，初步预测常见的金属的主要性质，设计实验方案，分析、解释有关的实验现象，进行证据推理，得出合理的结论。

常见金属的活动性顺序：

1.常见金属活动性顺序表

2.验证与探究依据

(1)在金属活动性顺序表里,位于　氢　前面的金属能与稀盐酸、稀硫酸发生　置换　反应;位于氢后面的金属不与稀盐酸、稀硫酸发生反应。

(2)在金属活动性顺序表里,位于前面的金属(K、Ca、Na除外)能把后面的金属从它的　盐溶液　中置换出来。

设计实验方案验证已知金属的活动性：

1.两种金属的活动性

注意：实验前,需先将金属进行打磨,以除去金属表面的氧化物或污物。

2.三种金属的活动性

注意：比较金属活动性时需要注意控制变量，如酸的浓度、金属的形状和大小需保持一致。

3.多种金属的活动性

(1)将多种金属分别放入　稀盐酸或稀硫酸　中,比较并将其分为氢前金属和氢后金属两类; 

(2)根据比较两种或三种金属活动性的方法,分别比较氢前金属和氢后金属的活动性,然后进行综合排序。

金属与盐溶液反应后溶质、滤渣成分的探究：

(1)多种金属与一种盐溶液反应,　最活泼　的金属先反应。

例:锌和铁同时放入硫酸铜溶液中,　锌　先反应。

(2)一种金属与多种盐溶液反应,金属先和　最不活泼　的金属的盐溶液反应。

例:铁放入硫酸铜与硝酸银的混合溶液中,铁先与　硝酸银　反应。

(3)反应混合物过滤后,滤渣中一定有　最不活泼　的金属单质,滤液中一定有　最活泼　的金属的离子。

(4)滤渣与滤液中的物质不能发生反应。

常见错误汇总

• 典型考题（转载）

【答案】A

【解析】A、铜和银的金属活动性都在氢之后，将铜丝和银丝分别放入稀硫酸中，二者都不与稀硫酸反应，均无明显现象，无法比较铜和银的金属活动性强弱，该实验设计不能达到目的；

B、铜粉在空气中加热与氧气反应生成氧化铜，反应在密闭装置中进行，根据反应前后天平是否平衡，可以验证质量守恒定律，该实验设计能达到目的；

C、检查装置气密性时，将导管一端浸入水中，用手紧握试管，若导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好，该实验设计能达到目的；

D、羊毛纤维的主要成分是蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味；涤纶属于合成纤维，灼烧时有特殊气味，通过灼烧闻气味可以鉴别羊毛纤维和涤纶，该实验设计能达到目的。

【解答】A、0～15s，压强迅速上升是因为向锥形瓶中注入了液体，气体被压缩从而引起气体压强增大，故A正确；

B、根据题干信息，锥形瓶内集满二氧化碳，如果100s时二氧化碳被完全吸收，此时气体的压强应变为接近0（存在少量水蒸气），但100s时瓶内气体压强仍较大，说明二氧化碳没有被完全吸收，故B错误；

C、实验a中的反应是水和二氧化碳反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，故C正确；

D、对比三组实验，实验c中压强变化最大，故氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的效果最好，故D正确。

故选：B。

3.镍是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含镍、铁和铜等)浸入800℃液态镁中形成镁镍合金，再经如右下图所示的真空蒸馏，可实现镁和镍的分离与回收。下列说法正确的是

A. 合金的硬度一般比其组成金属的小        B. 镁的沸点比镍的高

C. 真空蒸馏过程中，镁原子间的间隙发生改变D. 坡莫合金可完全溶于足量稀硫酸中

【答案】C

【解析】A、合金的硬度一般比其组成金属的大，而不是小，A错误。

B、从真空蒸馏能够分离镁和镍，且镁以气态形式被收集，可推断出镁的沸点比镍的低，B错误。

C、真空蒸馏过程中，镁由液态变为气态，物质的状态发生变化，分子（原子）间的间隙会发生改变，C正确。

D、坡莫合金中含铜，铜不与稀硫酸反应，所以坡莫合金不能完全溶解于足量稀硫酸中，D错误。

4．下列实验方案合理的是（　　）

      A．A         B．B         C．C          D．D

【解析】解：A、生理盐水、葡萄糖溶液均为无色液体，用观察溶液颜色的方法不能鉴别，故选项实验方案不合理。

B、稀硫酸与氧化铜反应生成硫酸铜和水，会观察到黑色粉末溶解，溶液变蓝色；与铁粉反应生成氢气，会观察到产生气泡；与碳不反应，无明显现象，能出现三种明显不同的现象，可以鉴别，故选项实验方案合理。

C、足量Fe粉能与CuSO₄溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项实验方案不合理。

D、Na₂CO₃能与适量CaCl₂溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，能除去杂质但引入了新的杂质氯化钠，不符合除杂原则，故选项实验方案不合理。

故选：B。

5.废弃的镍锌电池中含有锌、铜、银、镍四种金属。为探究镍的金属活动性顺序并回收银,某校化学兴趣小组的同学设计了如图所示实验流程(反应条件已略去)。已知镍的相对原子质量为59。

(1)固体A的成分是铜、银。

(2)实验流程中,操作①②③为过滤。

(3)向固体A中加入一定量的AgNO₃溶液后发生反应的化学方程式为Cu+2AgNO₃===Cu(NO₃)₂+2Ag。

(4)由该实验可知,锌、铜、银、镍的金属活动性顺序由大到小为锌>镍>铜>银。

6. 废金属是宝贵的资源。

（1）废铜块能制成薄铜片，利用了铜的________性。

（2）用废铜生产硫酸铜的过程中，涉及反应：CuO+ H₂SO₄=CuSO₄+ H₂O，该反应的实验现象：黑色固体逐渐溶解，________。

（3）利用废锌与含硫酸镍的废液反应回收镍，反应的化学方程式：Zn+ NiSO₄=Ni + ZnSO₄由此判断Zn、Ni两种金属中，金属活动性较强的是________。

（4）我国科学家利用废弃金属资源，合成了催化剂（含镍、钙、铁复合金属氢氧化物），将CO₂和电解水产生的H₂催化转化为CH₄和CO等物质，实现CO₂的捕集和应用。

①反应3CO₂+6H₂催化剂CH₄+2CO+4X中，X为______。

②CO₂的捕集是应对气候变化的措施之一。请你提出另一种捕集CO₂的方法：______。

【答案】（1）延展（或良好的延展）

（2）溶液由无色变为蓝色

（3）Zn或锌（4）①. H₂O②. 用水吸收CO₂（或其他合理答案）

7．云南斑铜“妙在有斑，贵在浑厚”，其制作技艺是国家非物质文化遗产。

（1）《滇南闻见录》记载：“自来铜（铜基合金），不可经火，须生锤成器”，通过捶打将斑铜塑成不同形状，体现了金属的______性。斑铜的熔点比纯铜______ （填“高”或“低”）。

（2）斑铜主要含有铜、锌、锡、铁等。用如图2所示装置及试剂，通过一次实验验证锌、铁、铜的金属活动性，回答下列问题。

①组装好装置，装入试剂前，应先______。

②集气瓶中金属B和溶液X可能的组合为______（任填一组）。

【解答】解：（1）通过捶打将斑铜塑成不同形状，体现了金属的延展性。斑铜是铜基合金，其熔点比纯铜低，因为合金的熔点通常低于其组成的纯金属的熔点。故答案为：延展；低。

（2）①在装入试剂前，应先检查装置的气密性，确保装置不漏气，以保证实验结果的准确性。故答案为：检查装置的气密性；

②为了验证锌、铁、铜的金属活动性，可以选择铁（Fe）与足量硫酸（H₂SO₄）反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁和铜不反应，铜和硫酸不反应，硫酸亚铁和锌反应，锌与硫酸反应，可以说明活动性：锌＞铁＞铜。故答案为：Fe和H₂SO₄（答案不唯一）。

8．金属矿物是宝贵的自然资源。

（1）图一展示了古代炼铁的过程，其中将生铁炼成熟铁（钢）的原理是______。

（2）图二是现代高炉炼铁的过程，写出反应3的化学方程式______。

（3）世界上每年因腐蚀而报废的金属相当于年产量的20%﹣40%，请你提出一种预防金属锈蚀的具体方法______。

（4）某化工厂为回收废旧金属，向含有AgNO₃和Cu（NO₃）₂的废液中加入一定质量的锌粉，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣，滤渣中可能含有______（填化学式，下同），滤液中的溶质是______。

【答案】降低含碳量； ； 刷漆或涂油； Zn ；  Zn（NO₃）₂；