金属活动性：从置换反应到滤液滤渣压轴
题量 3 道
分量 上海中考化学每年考一到两道，推断题和实验题里的常客
✓ 已练
怎么用这一页
1先看「开做之前」里的几条，想不起来的翻回课本，别带着漏洞往下做。
2每道题先自己动笔算，草稿纸上写完再点「看解答」。看着答案想「我也会」是最骗人的感觉。
3对完答案看「容易错在哪」，再做一遍下面的变式，能独立做出来才算过。
开做之前，这几条要能直接说出来
·金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au。排在前面的金属比排在后面的活泼。口诀「钾钙钠镁铝、锌铁锡铅氢、铜汞银铂金」。
·判断置换反应能否发生的三条规则：(1) 金属 + 酸 → 排在氢前面的金属才能把氢置换出来；(2) 金属 + 盐溶液 → 排在前面的金属能把排在后面的金属从盐溶液里置换出来；(3) K、Ca、Na 太活泼，放进盐溶液会先跟水反应，不能用来做置换实验。
·验证金属活动性的实验设计：比较两种金属谁更活泼，最常用的方法是把两种金属分别放进同一种酸里，看谁反应更快（冒气泡更快）。也可以把活泼的金属放进不活泼金属的盐溶液里，看能不能置换出来。
·置换反应的现象描述要写全三件事：金属表面的变化（有固体析出或金属溶解），溶液颜色的变化，有没有气泡。
·铁与酸反应生成亚铁盐（Fe²⁺，浅绿色溶液），不是铁盐（Fe³⁺）。写方程式时铁的化合价是 +2，这一点年年有人写错。
例 1
基础
将铁钉放入硫酸铜溶液中，观察到什么现象？写出化学方程式。
先想三分钟。先查活动性顺序表，看铁和铜谁排在前面。
1
查活动性顺序，铁排在铜前面，铁比铜活泼，能发生置换反应。
排在前面的金属能把排在后面的金属从盐溶液里置换出来，铁在铜前面，满足条件。
2
写出方程式：Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu。
铁变成亚铁离子，化合价是 +2，生成硫酸亚铁。铜被置换出来变成单质。
3
描述现象：铁钉表面有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色。
红色固体是铜，蓝色来自硫酸铜溶液，浅绿色来自硫酸亚铁溶液。现象要写全表面变化和溶液颜色变化两件事。
答案
现象：铁钉表面有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色。方程式：Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu。
容易错在哪
把 FeSO4 写成 Fe2(SO4)3。铁与酸或盐溶液反应生成的是 +2 价的亚铁盐，不是 +3 价的铁盐。考场上写完方程式检查一遍铁的化合价。
把铜丝放入硫酸亚铁溶液中，能反应吗？（不能，铜排在铁后面，不如铁活泼，没法把铁从盐溶液里置换出来。）
例 2
中档
设计实验验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序。写出实验方案和需要的试剂。
先想三分钟。要排三种金属的顺序，想想用中间那种金属去试另外两种的盐溶液。
1
要比出 Fe、Cu、Ag 的顺序，至少需要两次比较。
三种金属两两比较，逻辑上需要确定谁在中间、谁在两头。
2
选铜作为中间人，取铜片分别放入 FeSO4 溶液和 AgNO3 溶液中。
用中间那种金属去试两头的盐溶液，一次实验定一个大小关系，两次就够了，比三种金属各试一遍省试剂。
3
铜放入 FeSO4 溶液中，不反应，说明铜不如铁活泼。
铜没法把铁从盐溶液里置换出来，铁排在铜前面。
4
铜放入 AgNO3 溶液中，铜表面有银白色固体析出，溶液变蓝，说明铜比银活泼。结论：Fe > Cu > Ag。
铜把银从盐溶液里置换出来了，铜排在银前面。两次实验合在一起就把三种金属的顺序定下来了。
答案
取铜片分别放入 FeSO4 溶液和 AgNO3 溶液中。铜在 FeSO4 溶液中不反应，铜在 AgNO3 溶液中有银白色固体析出且溶液变蓝。结论：Fe > Cu > Ag。
容易错在哪
用三种金属分别放入盐酸来比较。铁能反应，铜和银都不能，这样只能得出铁排在氢前面，分不清铜和银谁更活泼，因为两者都在氢后面，都不与酸反应。
验证 Zn、Fe、Cu 的活动性顺序，最少需要几种试剂？（同样思路：用中间的铁分别试 ZnSO4 和 CuSO4 溶液，一种金属加两种溶液就够了。）
例 3
压轴
将一定量的锌粉加入含有 AgNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。
(1) 若滤液为蓝色，滤渣中一定有什么？可能有什么？
(2) 若滤液为无色，滤渣中一定有什么？滤液中一定有什么？
(1) 若滤液为蓝色，滤渣中一定有什么？可能有什么？
(2) 若滤液为无色，滤渣中一定有什么？滤液中一定有什么？
先想三分钟。锌最活泼，但混合溶液里有两种盐，锌会先跟谁反应？想想「挑最不活泼的先下手」。
1
排活动性：Zn > Cu > Ag。锌加进去后先置换银，再置换铜。
混合溶液里有两种金属的盐，锌优先和最不活泼的金属的盐反应，先把银全部置换出来，银用完了才轮到铜。
2
写两个方程式：Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag（先发生）；Zn + Cu(NO3)2 → Zn(NO3)2 + Cu（后发生）。
两步反应都是锌把电子给出去，分别把银离子和铜离子还原成金属单质。
3
(1) 滤液蓝色，说明 Cu(NO3)2 还有剩，锌把银全置换完后在置换铜的过程中用光了。滤渣一定有 Ag，可能有 Cu。
蓝色来自铜离子，说明铜没被全部置换。银最先被全部置换，一定在滤渣里。锌如果恰好在置换铜的中途用完，就有少量铜析出在滤渣里，所以铜是「可能有」。
4
(2) 滤液无色，说明 Cu(NO3)2 已被全部置换完，没有蓝色铜离子了。滤渣一定有 Ag 和 Cu，可能有 Zn。滤液一定有 Zn(NO3)2。
铜离子全没了，铜全被置换成金属落在滤渣里。锌可能刚好用完，也可能有剩余留在滤渣中。不管锌剩没剩，反应过程中都会生成硝酸锌，所以滤液一定含硝酸锌。
答案
(1) 滤渣一定有 Ag，可能有 Cu。(2) 滤渣一定有 Ag 和 Cu，可能有 Zn；滤液一定有 Zn(NO3)2。
容易错在哪
以为锌会同时跟两种盐反应。实际上先置换银、后置换铜，有先后顺序。判断「一定有」和「可能有」是这类题最容易丢分的地方，每一种物质都要想清楚它在哪个阶段出现、会不会被消耗完。
如果加入的锌粉过量，滤渣里有什么？（Ag、Cu、Zn 三种都有。银和铜被全部置换出来，锌用不完也留在滤渣里。）
