(钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢、铜、汞、银、铂、金)
适用范围:金属活动性顺序仅适用于在水溶液中的反应,超出此范围则不一定适用。
总结归纳应用(它山之石):
1.判断金属与酸反应的产物
排在氢左边的金属,可以从非氧化性酸中置换出氢;排在氢右边的则不能。
2Al+3H2SO4(稀)==Al2(SO4)3+3H2↑
氢以后的金属不能跟酸反应,只能与强氧化性酸反应。
3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
氢以前金属与氧化性酸反应的产物与金属活泼性、酸的浓度、温度等多种因素有关。如Fe、Al在冷、浓的H2SO4、HNO3中钝化。
2.判断金属与盐溶液反应的产物
K、Ca、Na等直接跟盐溶液中的水发生反应置换出氢,除这些活泼金属外,越靠左边的金属活动性越强,左边的金属可以从右边金属的盐溶液中置换出该金属。
Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
后面的金属也可与前面的金属发生非置换反应。
2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2
其他特殊情况,如:3Zn+2FeCl3+6H2O==2Fe(OH)3↓+3ZnCl2+3H2↑
金属活动性顺序表中钾比钠活泼,但在熔融状态下,钠却可以把钾从钾盐中置换出,工业上制备金属钾的方法。
3.判断金属与H2O反应的产物
K、Ca、Na遇冷水迅速放出H2,生成相应的氢氧化物。
Mg在冷水中反应缓慢,在沸水中反应快,生成Mg(OH)2和H2。
Al在冷水中不反应,在沸水中反应微弱,生成Al(OH)3和H2。。
Zn、Fe、Sn、Pb在红热条件下能与水蒸气反应,生成相应的氧化物和H2。
氢以后金属不与H2O反应。
4.判断金属原子还原性的强弱、判断原电池的电极和电极反应式
相对活泼的金属做负极,失去电子,发生氧化反应。其他特殊情况:铝比锌活泼,但由铝片、锌片和浓硫酸组成的原电池中,由于铝钝化后表面生成的氧化膜很难和酸反应,难于提供电子,铝却做正极,锌做负极。再如:镁比铝活泼,但由镁片、铝片和稀氢氧化钠溶液组成的原电池中,铝却做负极,镁和氢氧化钠溶液不反应做正极。
5.判断金属离子氧化性的强弱、判断电解时的阳离子放电顺序(与金属活泼性顺序相反)
电解时的阳离子放电顺序(得到电子的能力大小顺序):
Ag+>Fe3+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
6.判断金属元素在自然界中的存在状态
K→Pb化合态
Cu、Hg、Ag化合态和游离态
Pt、Au游离态
7.判断金属冶炼方法
K→Al熔融电解
Zn→Cu用还原剂C、CO、H2、Al或溶液电解
Hg→Ag加热等
Pt、Au物理方法
8.判断可溶性碱的强弱、判断不溶性碱热稳定性大小
金属越活泼(金属性越强),其氢氧化物碱性就越强。金属越活泼,其氢氧化物越不易分解
KOH、NaOH、Ca(OH)21000℃以上
Mg→Cu酒精灯加热
Ag、Hg常温下分解
Pt、Au无氢氧化物
9.判断单质能否与O2反应及其产物、判断金属氧化物的水化情况
K→Na常温易氧化,其中Li与O2反应,生成氧化锂;Na与O2反应,可生成氧化钠、过氧化钠;K与O2反应,生成超氧化钾
Mg→Fe常温可氧化,加热易氧化;Sn→Ag高温下氧化;Pt、Au不氧化
K→Mg的氧化物能与水作用;Al→Au的氧化物与水不作用
10.判断硝酸盐受热分解产物
K→Na硝酸盐→亚硝酸盐+O2↑
Mg→Cu硝酸盐→氧化物+NO2↑+O2↑
Hg→Ag硝酸盐→金属单质+NO2↑+O2↑
高考真题体验(亲临其境):
1.(2011北京高考8)结合下图判断,下列叙述正确的是()
A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-=Fe2+
C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-=4OH-
D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液,均有蓝色沉淀
提示:金属活泼性顺序为:Zn﹥Fe﹥Cu,故Ⅰ中正极为Fe,负极为Zn,Ⅱ中正极为Fe,负极为Cu,选项A正确;Ⅰ中负极反应是Zn-2e-=Zn2+,选项B错;Ⅱ中正极反应是2H++2e-=H2↑,选项C错;Ⅰ中没有蓝色沉淀,选项D错。正确答案为A。
2.(2011福建高考11)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH-向正极移动
D.总反应为:2Li+2H2O===2LiOH+H2↑
提示:锂为较活泼金属,与水会反应,锂水电池总反应为:2Li+2H2O
===2LiOH+H2↑,H2O是氧化剂,也是溶剂;负极反应:2Li-2e—=2Li+,正极反应:2H2O+2e—=2OH—+H2↑,显然选项C是错误。正确答案为C。
3.(2011山东高考12)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是()
A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu、Fe、Al
提示:铝对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物,选项A不正确;铝属于活泼金属其表面易被空气中氧气氧化形成一层致密的氧化膜而使铝不易被腐蚀;铁放置在空气可以直接发生化学腐蚀,例如铁与氯气直接反应而被腐蚀;铜放置在空气中会和空气中氧气、二氧化碳和水缓慢的反应生成碱式碳酸铜即铜绿,方程式为2Cu+O2+CO2+H2O==Cu2(OH)2CO3,选项B不正确;AlCl3、FeCl3、CuCl2均属于强酸弱碱盐,在溶液中会水解生成相应的氢氧化物和HCl,溶液在加热时会促进水解,同时生成的HCl挥发,进一步促进水解,当溶液蒸干后将最终将得到相应的氢氧化物,选项C正确;铝属于活泼的金属元素,在水溶液中Al3+不会放电生成铝单质;Fe3+在水溶液会放电但产物是Fe2+,而不是单质铁;只有Cu2+在阴极上得到电子生成单质铜。选项D不正确。正确答案为C。
4.(2011福建高考9)下表各选项中,不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是()
选项
化合物
A
B
C
D
Y
CO2
Fe2O3
C2H5OH
FeCl3
W
MgO
Al2O3
C2H5ONa
CuCl2
5.(2011重庆高考7)下列叙述正确的是()
A.Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同
B.K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性
C.Li、Na、K的原子半价和密度随原子序数的增加而增大
D.C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强
提示:铁属于变价金属,与强氧化剂反应生成Fe3+,与弱氧化剂反应生成Fe2+,氯气属于强氧化剂,盐酸属于非氧化性酸,选项A不正确;当硫酸不足时,Zn和K均过量,但过量的活泼金属K会继续和水反应生成KOH而呈碱性,选项B不正确;同主族元素自上而下,随着核电荷数的增加电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,密度也逐渐增大,但Na的密度大于K的,选项C不正确;C、P、S、Cl的非金属性逐渐增强,所以其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,选项D正确。正确答案为D。
6.(2010江苏高考8)下列说法不正确的是()
A.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加
B.常温下,反应C(s)+CO2(g)==2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0
C.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率
D.相同条件下,溶液中Fe3+、Cu2+、Zn2+的氧化性依次减弱
提示:铅蓄电池在放电过程中,负极反应为Pb+SO42—=PbSO4+2e—其质量在增加,选项A错;C(s)+CO2(g)==2CO(g)是典型的吸热反应,在常温下不能自发进行,选项B正确;催化剂能改变反应速率,不一定加快,同时它不能改变转化率,选项C错;由金属活动顺序可知氧化性:Fe3+﹥Cu2+﹥Zn2+,选项D正确。正确答案为AC。
A.正极反应为:Zn-2e—=Zn2+
B.电池反应为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu
C.在外电路中,电子从负极流向正极
D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
提示:Zn比Cu活泼是负极,故选项A错;电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同,故选项B正确;根据闭合回路的电流方向,在外电路中,电子由负极流向正极,故选项C正确;在溶液中,阳离子往正极移动,故选项D错误。正确答案为BC。
8.(2010北京高考6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()
A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护
B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀
C.钢管与铜管露天堆放在一起,钢管不易被腐蚀
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e—=Fe3+
提示:金属腐蚀的防护的措施之一,即牺牲阳极的阴极保护法,因此钢管被保护必须接在电源的负极上,选项A错。选项B正确。钢管是铁与碳的合金,而铁与铜构成原电池时,铁活泼做负极被腐蚀,选项C错。钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-2e—=Fe2+,选项D错。
9.(2010全国高考Ⅰ卷7)下列叙述正确的是()
A.Li在氧气中燃烧主要生成Li2--O2--
B.将SO2通入BaCl2溶液可生成BaCO3沉淀
C.将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸
D.将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu
提示:较活泼的金属Li在空气中燃烧只能生成Li2--O,选项A错误;酸性:HCl﹥H2SO3﹥H2CO3,BaCl2溶液中通入SO2后无BaSO3沉淀,因为BaSO3+2HCl
10.(2010重庆高考8)下列叙述正确的是()
A.铝制容器可盛装热的H2SO4
B.Agl胶体在电场中自由运动
C.K与水反应比Li与水反应剧烈
D.红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3
提示:较活泼金属铝在冷、浓硫酸发生钝化,加热时可以与热的H2SO4发生反应,选项A错误。B项,AgI胶体吸附电荷而带电,故在电场作用下做定向移动,选项B错误。C项,K比Li活泼,故与水反应剧烈,选项C正确。P与过量的Cl2反应,应生成PCl5,选项D错误。正确答案为C。
练后反思感悟(知己知彼):
从10道高考选择题的真题训练后知,试题主要涉及两大常见考点:电化学与元素化合物知识,警示我们高考化学复习要依纲依本,要把考试大纲与新教材、高考试题、平时训练相结合,体验高考的重点考点,把握高考的命题特点,以增强科学备考的针对性。不重视考点逐一过关,逐一理解,就难以决胜高考!
从10道高考选择题的真题训练后知,各选项涉及的知识,不论是电化学知识,还是常见金属的有关知识,多数是大家熟悉的,都是很基础的,直接取材于课本,属于简单题,告诫我们高考化学复习要回归课本,回归基础,夯实基础,以增强科学备考的有效性。不重视基础强化训练,理解应用,就容易出错!