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高考热点微专题系列(三)以金属活动性顺序为载体的综合应用【典题精析·晓一通百】【典题】(2019·固原模拟)为了比较铁和铜金属活动性强弱,某研究小组的同学设计了如下一些方案,并将实验结果记录如下:方案实验操作现象或产物①将铁片置于CuSO4溶液中铁片上有亮红色物质析出②将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中产物分别为Fe2(SO4)3和CuSO4③将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中铁片上有气泡,铜片上不产生气泡方案实验操作现象或产物④将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中,并用导线连接铁片溶解,铜片上有气泡产生⑤分别电解FeCl2、CuCl2溶液阴极产物分别为H2、Cu能根据表中各种现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有()A.2种B.3种C.4种D.5种【精析】金属的金属性强弱判断方法:金属的金属性越强,其最高价氧化物的水化物碱性越强,活泼性较强的金属能置换出较不活泼金属,金属和酸或水反应越剧烈,①将铁片置于CuSO4溶液中,铁片上有亮红色物质析出,Fe能置换出硫酸铜中的铜,说明金属性铁铜,故正确;②将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中产物分别为Fe2(SO4)3和CuSO4,铁元素化合价变化大于铜元素,不能根据金属失电子多少判断金属性强弱,故错误;③将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中,铁片上有气泡,铜片上不产生气泡,说明金属性FeCu,故正确;④将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中,并用导线连接,铁片溶解,铜片上有气泡产生,说明铁能置换出氢气、铜不能置换出氢气,则金属性FeCu,故正确;⑤电解时阴极上阳离子放电顺序为Cu2+H+Fe2+,因此根据阴极产物为H2和Cu,可判断金属性FeCu,故正确。答案:C【答题策略·思睿观通】金属活动性在解题中的应用判断金属与酸反应情况(1)在氢以前的金属(K～Pb)能置换出非氧化性酸中的氢生成氢气,且从左到右由易到难。(2)氢以前的金属与氧化性酸(如浓硫酸、HNO3)反应,但无氢气生成,反应的难易及产物与金属活动性、酸的浓度、温度等因素有关。(3)氢以后的金属(Cu～Ag)与非氧化性酸不反应,但与氧化性酸反应。(4)氢以后的Pt～Au与氧化性酸也不反应判断原电池的电极和电极反应式相对活泼的金属为原电池的负极,失去电子发生氧化反应,被腐蚀。如Cu-Zn原电池(稀硫酸作电解质溶液)电极反应式为Zn为负极:Zn―2e―====Zn2+Cu为正极:2H++2e―====H2↑判断电解时阳离子放电顺序阳离子放电顺序与金属活动性顺序表相反,即由强到弱的顺序为Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+【类题精练·触类旁通】1.金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下,取大小相同的三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象如下:下列有关三种金属的说法正确的是()A.三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、CuB.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去MgC.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径D.Cu和稀盐酸不发生化学反应金属TiMgCu金属表面现象放出气泡速度缓慢放出气泡速度快无变化【解析】选D。相同温度下,不同金属分别加入相同浓度的稀盐酸中,金属的金属性越强,金属与酸反应置换出氢气越容易,生成氢气速率越快,根据表中生成氢气快慢顺序知,金属强弱顺序是MgTiCu,A错误;Ti、Mg都和稀盐酸反应生成氢气,所以不能用稀盐酸除去Ti中的Mg,B错误;钛(Ti)是一种昂贵的金属,用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu来制取铜,成本太高,在工业上是不可取的,C错误;根据实验现象知,Cu和稀盐酸不反应,D正确。2.(新题预测)将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是()选项反应情况设想评价A当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+正确,Fe3+和Fe、Cu均可反应选项反应情况设想评价B当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,无Fe3+正确,Fe和Cu与Fe3+都反应,故有Fe2+和Cu2+,无Fe3+C当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定只有Fe2+、无Cu2+正确,Cu有剩余,故无Cu2+D当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+不正确,不可能是Fe剩余,Cu不剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应【解析】选D。因离子的氧化性强弱顺序Fe3+Cu2+Fe2+。如果Fe3+的量很多,可以将铁和铜全部氧化后还有剩余,A项错误;当铁有剩余时,溶液中不会存在Cu2+,B项错误;当铜有剩余时,可能部分铜发生反应,溶液中可能有Cu2+,C项错误;因还原性FeCu,故不存在有铁无铜的情况,D项正确。【加固训练】在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1mol的混合溶液中加入0.1mol铁粉,充分搅拌后铁完全反应,溶液中不存在Fe3+,同时析出0.1molAg。则下列结论中不正确的是()A.反应后溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为1∶2B.氧化性:Ag+Cu2+Fe3+Zn2+C.含Fe3+的溶液可腐蚀铜板D.1molFe可还原2molFe3+【解析】选B。氧化性:Ag+Fe3+Cu2+Zn2+,B项错误;加入0.1mol铁粉,先与Ag+反应,再与Fe3+反应,后与Cu2+反应,不与Zn2+反应,根据2Ag++Fe====Fe2++2Ag、2Fe3++Fe====3Fe2+,0.1molAg+、0.1molFe3+与0.1molFe恰好完全反应,溶液中Fe2+为0.2mol,Cu2+为0.1mol,Cu2+与Fe2+的物质的量之比为1∶2,A项正确;根据2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+,含Fe3+的溶液可腐蚀铜板,C项正确;根据2Fe3++Fe====3Fe2+,1molFe可还原2molFe3+,D项正确。