類型1 結(jié)合所給信息探究金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱1.探究原理:利用題目中所給信息,如金屬在自然界中的存在形式,與酸能否反應(yīng)及反應(yīng)的劇烈程度或與鹽溶液能否反應(yīng)等來(lái)探究。2.判斷方法:(1)在自然界中的存在形式:在自然界中以化合物形式存在的金屬比以單質(zhì)形式存在的金屬活潑。(2)與氧氣反應(yīng):能與氧氣反應(yīng),且反應(yīng)條件較低的金屬較活潑,反應(yīng)條件較高的金屬次之,不與氧氣反應(yīng)的金屬活動(dòng)性最差。
(3)與酸反應(yīng):能夠與酸反應(yīng)置換出氫氣的金屬比不能與酸反應(yīng)的金屬活潑;都能與酸反應(yīng),反應(yīng)劇烈、產(chǎn)生氣泡較多的金屬要比反應(yīng)緩慢、產(chǎn)生氣泡較少的金屬活潑。(4)與可溶性鹽反應(yīng):活潑金屬能將不活潑的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái),由此可以比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。
【典例1】(2023·菏澤中考)碲化鎘薄膜電池是一種重要的太陽(yáng)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、Fe單質(zhì))中加入足量的稀硫酸充分反應(yīng),過濾出銅渣,然后對(duì)濾液進(jìn)行除鐵凈化,再加入鋅粉置換出鎘,下列金屬的活動(dòng)性順序正確的是( )A.Zn>Cu>Cd　　　B.Zn>Cd>CuC.Cu>Zn>CdD.Cd>Zn>Cu
類型2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱1.設(shè)計(jì)原理:根據(jù)金屬與酸能否反應(yīng)或反應(yīng)的劇烈程度或根據(jù)金屬能否把另一金屬?gòu)钠潲}溶液里置換出來(lái)等方法,設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)。2.設(shè)計(jì)方法:(1)驗(yàn)證兩種金屬的活動(dòng)性順序時(shí),可以將一種金屬放在另一種金屬的可溶性鹽溶液中,觀察能否將另一金屬置換出來(lái)或根據(jù)與酸能否反應(yīng)及反應(yīng)的劇烈程度來(lái)判斷。
(2)比較三種金屬活動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。①方法一:“兩金夾一鹽”。即選用三種金屬中活動(dòng)性最強(qiáng)和最弱的兩種金屬的單質(zhì)及活動(dòng)性介于兩種金屬之間的金屬的鹽溶液作為試劑,根據(jù)兩種金屬單質(zhì)分別與鹽溶液反應(yīng)的情況進(jìn)行判斷;②方法二:“兩鹽夾一金”。即選用三種金屬中活動(dòng)性排在中間的金屬單質(zhì)及其他兩種金屬的鹽溶液作為試劑,根據(jù)金屬單質(zhì)分別與兩種鹽溶液反應(yīng)的情況判斷。
【典例2】(2023·淄博沂源縣一模)學(xué)習(xí)合金知識(shí)后,知道了不銹鋼中含有金屬鉻。某同學(xué)想:鉻與常見鐵、銅相比,其金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱如何呢?于是,和同學(xué)們一起進(jìn)行了以下探究?！静殚嗁Y料】①鉻是銀白色有光澤的金屬,在空氣中,像鋁一樣,其表面能產(chǎn)生致密的氧化膜;②能與稀硫酸反應(yīng),生成硫酸亞鉻(CrSO4)?！咀鞒霾孪搿坎孪擘貱r>Fe>Cu;猜想②Fe>Cu>Cr;猜想③_______________。?
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)】①?gòu)埫魍瑢W(xué)取大小相等的鐵、銅、鉻三種金屬片,未經(jīng)打磨就分別放入等量等濃度的稀硫酸中,記錄如表:
②李紅同學(xué)也取大小相等的鐵、銅、鉻三種金屬片,先用砂紙打磨后再分別放入等質(zhì)量等濃度的稀硫酸中,記錄如表:
【討論交流】為什么張明和李紅兩個(gè)同學(xué)記錄的鉻與稀硫酸反應(yīng)開始的現(xiàn)象截然不同?原因是____________________________________。?
　鉻能和氧氣反應(yīng)生成致密的氧化膜　
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】為了進(jìn)一步確認(rèn)鐵、銅、鉻三種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱,劉斌同學(xué)將打磨過的兩塊鐵片分別放入硫酸亞鉻(CrSO4)溶液和硫酸銅溶液中,觀察到在硫酸亞鉻溶液中無(wú)明顯現(xiàn)象,而在硫酸銅溶液中有明顯的現(xiàn)象是______________________________________,其反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________。?【拓展遷移】寫出鉻與稀硫酸反應(yīng),生成CrSO4的化學(xué)反應(yīng)方程式:____________________________。?【拓展應(yīng)用】向硫酸亞鐵和硫酸銅的混合溶液中加入一定量的鉻,反應(yīng)停止后過濾,得到濾渣和濾液。向?yàn)V渣中滴加稀鹽酸,無(wú)氣泡產(chǎn)生,則濾液中一定含有________________________。?
　析出紅色固體,溶液由藍(lán)色變成淺綠色　
　Fe+CuSO4===FeSO4+Cu　
　Cr+H2SO4===CrSO4+H2↑　
　硫酸亞鉻、硫酸亞鐵　
類型3“濾液”“濾渣”問題(1)優(yōu)先置換原則的三種情況。情況一:兩種(或多種)活潑金屬與一種含不活潑金屬的鹽溶液反應(yīng)?最活潑的金屬單質(zhì)優(yōu)先與該鹽發(fā)生置換反應(yīng)。情況二:某一活潑金屬與多種含不活潑金屬的鹽溶液反應(yīng)?該金屬單質(zhì)優(yōu)先置換出最不活潑的金屬。情況三:某一活潑金屬與含活潑、不活潑金屬的多種鹽溶液反應(yīng)?該金屬單質(zhì)只與金屬活動(dòng)性順序位于它后面的金屬鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)。
(2)濾液溶質(zhì)及濾渣成分判斷的兩個(gè)步驟。步驟一:按金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱進(jìn)行排序排在金屬單質(zhì)前面的金屬離子不能被置換,因此溶液中一定存在這些離子;越不活潑的金屬會(huì)優(yōu)先被置換出來(lái),因此濾渣中含不活潑的金屬單質(zhì)。步驟二:濾渣種類的判斷①加入的金屬單質(zhì)過量濾渣中有該金屬單質(zhì)以及排在它后面的所有金屬的單質(zhì),濾液中則有排在它前面的金屬離子及其本身的離子。
②加入的金屬單質(zhì)不足排在它后面的金屬不能被全部置換出來(lái),越不活潑的金屬越先被置換出來(lái),濾渣就只有被置換的金屬,濾液中就會(huì)包括排在單質(zhì)金屬前面的金屬離子及加入的金屬的離子和沒有被置換的不活潑的金屬離子。示例:將鋅粉不斷加入一定質(zhì)量的硝酸銀和硝酸銅的溶液中,隨著鋅粉的加入反應(yīng)情況如圖所示。

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