高考化学铁及其化合物综合练习题含答案解析.docx
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高考化学铁及其化合物综合练习题含答案解析
2020-2021高考化学铁及其化合物综合练习题含答案解析
一、高中化学铁及其化合物
1.有一种埋在地下的矿物X(仅含四种元素),挖出后在空气中容易发黄,现探究其组成和性质,设计完成如下实验:
请回答:
(1)X的化学式_________________,挖出后在空气中容易发黄的原因______________。
(2)写出溶液分二等份,加KSCN无明显现象后,滴加双氧水的两个离子方程式:
___________________,_________________。
【答案】Fe2(OH)2CO3或Fe(OH)2·FeCO3+2价铁元素被空气氧化为+3价铁元素2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2OFe3++3SCN-=Fe(SCN)3
【解析】
【分析】
⑴先计算分解生成的水的物质的量,再计算CO2的物质的量,根据现象得出含有亚铁离子并计算物质的量,根据比例关系得出化学式。
⑵滴加双氧水是Fe2+与H2O2反应生成Fe3+,Fe3+与3SCN-反应生成血红色。
【详解】
⑴分解生成的水是1.8g,物质的量是0.1mol;无色无味气体是CO2,物质的量是0.1mol;黑色固体用稀硫酸溶解后分为两等分,滴加KSCN溶液没有实验现象,然后滴加双氧水变为血红色,则含有亚铁离子;另一份加入足量的氢氧化钠溶液得到沉淀,过滤洗涤并充分灼烧后得到8g固体,该固体是氧化铁,物质的量是0.05mol,其中铁元素的物质的量是0.1mol,则黑色固体中亚铁离子的物质的量是0.2mol,所以氧化亚铁是0.2mol,X中相当于含有0.1氢氧化亚铁和0.1mol碳酸亚铁,所以化学式为Fe2(OH)2CO3或Fe(OH)2·FeCO3,挖出后在空气中容易发黄的原因是+2价铁元素被空气氧化为+3价铁元素;故答案为:
Fe2(OH)2CO3或Fe(OH)2·FeCO3;挖出后在空气中容易发黄的原因是+2价铁元素被空气氧化为+3价铁元素。
⑵滴加双氧水是Fe2+与H2O2反应生成Fe3+,Fe3+与3SCN-反应生成血红色,因此两个离子方程式分别是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3;故答案为:
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。
2.已知有以下物质相互转化。
试回答:
(1)写出B的化学式__________,D的化学式__________。
(2)写出由E转变成F的化学方程式_______________________。
(3)写出用KSCN鉴别G现象___________;向G溶液加入A的有关离子反应方程式___________。
【答案】
(1)FeCl2;KCl
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(3)溶液变血红色;Fe+2Fe3+=3Fe2+。
【解析】
试题分析:
白色沉淀E在空气中转化为红褐色沉淀F,可推知E为Fe(OH)2、F为Fe(OH)3,F与盐酸反应得到G溶液,则G为FeCl3,G与A反应得到B、B与C反应得到E与,可推知B为FeCl2,A为Fe,C为碱,反应得到D为氯化物,D溶液与硝酸银、硝酸混合得到白色沉淀H为AgCl,反应得到的溶液进行焰色反应呈紫色,可以K元素,故D为KCl、C为KOH。
(1)由上述分析可知,B为FeCl2,D为KCl,故答案为FeCl2;KCl;
(2)E转变成F的化学方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(3)用KSCN鉴别FeCl3溶液的现象为:
溶液呈血红色,向FeCl3溶液加入Fe的离子方程式为:
Fe+2Fe3+=3Fe2+故答案为血红色;Fe+2Fe3+=3Fe2+。
考点:
考查了无机物推断、Fe、Cl、K元素化合物的性质的相关知识。
3.某固体化合物A,按图所示发生系列变化,已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色。
回答下列问题:
(1)物质A是___(填化学式)。
(2)反应②的离子反应方程式为___。
(3)反应④的化学反应方程式为___。
【答案】Fe(OH)3Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色说明A为氢氧化铁,Fe(OH)3,A加热分解生成B为Fe2O3,C为H2O,依据流程分析判断D为FeCl3,X为Fe,E为FeCl2溶液,据此分析。
【详解】
已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色说明A为氢氧化铁,Fe(OH)3,A加热分解生成B为Fe2O3,C为H2O,依据流程分析判断D为FeCl3,X为Fe,E为FeCl2溶液。
(1)依据推断可知A为Fe(OH)3;
(2)反应②是盐酸和氧化铁发生的复分解反应,反应的离子反应方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
(3)反应④是氢氧化亚铁和氧气水发生反应生成氢氧化铁的也还原反应,反应的化学反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
4.现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H,它们之间的相互转化关系如图所示
图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出
。
请根据以上信息完成下列各题:
(1)写出下列物质的化学式:
B_______、丙__________。
(2)写出黄绿色气体乙的一种用途___________,反应过程⑦可能观察到的实验现象是______。
对应的化学方程式是_______。
(3)反应③中的离子方程式是_________。
【答案】AlHCl杀菌消毒、强氧化剂、漂白白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
【解析】
【分析】
金属A颜色反应为黄色证明A为金属Na,Na与水反应生成气体甲为H2,D为NaOH;金属B和氢氧化钠溶液反应产生H2,说明B为金属Al,黄绿色气体乙为Cl2,气体甲是H2,H2和Cl2反应生成丙为HCl,HCl溶于水得到的物质E为盐酸溶液,盐酸与金属C反应产生F溶液是金属氯化物,该氯化物与Cl2还可以反应产生G,G与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀H为Fe(OH)3,则G为FeCl3,推断物质F为FeCl2;判断C为Fe,以此解答该题。
【详解】
根据上述分析可知A是Na,B是Al,C为Fe,气体甲是H2,气体乙是Cl2,气体丙是HCl;D是NaOH,E是盐酸,F是FeCl2,G是FeCl3,H是Fe(OH)3。
(1)根据上述分析可知,物质B是Al,丙是HCl;
(2)黄绿色气体乙是Cl2,该物质可以与水反应产生HCl和HClO,HClO具有强氧化性,可作氧化剂,氧化一些具有还原性的物质,也用于杀菌消毒或用于物质的漂白;
(3)FeCl2与NaOH溶液发生反应:
FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl,Fe(OH)2具有还原性,容易被溶解在溶液中的氧气氧化,发生反应:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,固体由白色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,因此可观察到的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色;
(4)反应③是Al与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2和H2,反应的离子方程式为:
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。
【点睛】
本题是无机物推断,物质的颜色及转化关系中特殊反应是物质推断的突破口,再结合转化关系推断,需要学生熟练掌握元素化合物知识,试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力。
5.A~I分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出)。
已知H为固态氧化物,F是红褐色难溶于水的沉淀,且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。
请填写下列空白:
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素的名称是___。
(2)反应①的化学方程式为___。
(3)反应③的离子方程式为___。
(4)反应⑧的化学方程式为___。
(5)反应⑥过程中的现象是____。
(6)1molI发生反应后生成的A高温下与足量的水蒸气反应,生成的气体换算成标准状况下占___L。
【答案】铁元素8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9FeFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色33.6
【解析】
【分析】
F是红褐色难溶于水的沉淀,则F为氢氧化铁;E能在空气中转化为F,且E是C和氢氧化钠反应生成,则E为氢氧化亚铁,C为氯化亚铁;B能与盐酸反应生成氯化亚铁和D,则B为四氧化三铁,D为氯化铁;A在空气中燃烧能够生成四氧化三铁,则A为铁单质;四氧化三铁与I在高温条件下反应生成铁单质,I又能与氢氧化钠反应,推知I为铝单质,与四氧化三铁在高温条件下发生铝热反应,生成H为氧化铝;铝和氧化铝都能与氢氧化钠反应生成G,则G为偏铝酸钠。
【详解】
(1)A为铁、B为四氧化三铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁、E氢氧化亚铁、F为氢氧化铁,则六种物质中都含有铁元素,故答案为:
铁元素;
(2)①是铝与四氧化三铁发生铝热反应,其反应的方程式为8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe,故答案为:
8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe;
(3)③是四氧化三铁与盐酸反应,其反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O,故答案为:
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;
(4)⑧是氧化铝与氢氧化钠发生反应,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,故答案为:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(5)⑥氢氧化亚铁在空气中转化为氢氧化铁,其现象为生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,故答案为:
生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;
(6)1mol铝与四氧化三铁反应生成铁单质与氧化铝,生成的铁单质再与水蒸气反应生成氢气,根据得失电子守恒可知,铝失去的电子数等于生成氢气得到的电子数,可列式1×3=2×n(H2),则n(H2)=1.5mol,则标准状况下,氢气的体积V(H2)=1.5mol×22.4L/mol=33.6L,故答案为33.6。
【点睛】
铝与四氧化三铁反应生成铁,8molAl~9molFe,铁与水蒸气反应生成氢气,3molFe~4molH2,所以也可以根据对应关系8molAl~9molFe~12molH2,求得氢气的物质的量。
6.已知A为常见的金属单质,根据如下所示的转化关系回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:
A________,B_______,C_______,D_________,E__________。
(2)反应③的离子方程式为_______________;
反应④的离子方程式为___________;
反应⑦的化学方程式为_____________。
【答案】FeFeCl2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)32Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-2Fe3++Fe=3Fe2+4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
A为常见的金属单质,其某种化合物是红褐色固体,该红褐色固体E为Fe(OH)3,由转化关系图可知,A是Fe单质,Fe与HCl反应产生的B是FeCl2,Fe与Cl2反应产生的C是FeCl3,FeCl2与Cl2反应产生FeCl3,FeCl3与Fe反应产生FeCl2,FeCl2与碱NaOH反应产生的D为Fe(OH)2,Fe(OH)2在溶液中被空气中的O2氧化为Fe(OH)3,FeCl3与NaOH反应也产生Fe(OH)3,然后结合物质的性质及化学用语来解答。
【详解】
(1)根据上述分析可知A是Fe,B是FeCl2,C是FeCl3,D是Fe(OH)2,E是Fe(OH)3。
(2)反应③是FeCl2与Cl2反应转化为FeCl3,该反应的离子方程式为:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
反应④是FeCl3与还原剂Fe反应产生FeCl2,该反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+;
反应⑦是Fe(OH)2在溶液中被空气中的O2氧化为Fe(OH)3,该反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
【点睛】
本题考查无机物的推断,涉及铁元素的单质及化合物的性质及转化关系。
注意物质的颜色为解答本题的突破口。
Fe3+具有强氧化性,可以与还原剂反应转化为低价态的Fe2+,也可以转化为Fe单质;Fe2+既有氧化性,也有还原性,主要表现还原性;Fe单质与弱氧化剂作用转化为Fe2+,与强氧化剂作用转化为Fe3+。
熟悉铁及其化合物的性质即可解答,注意氧化还原反应方程式书写时要遵循电子守恒。
7.A、B、C为中学常见单质,其中一种为金属;通常情况下,A为固体,B、C均为气体。
D、E、F、G、H、X均为化合物,其中X是一种无氧强酸、E为黑色固体,H在常温下为液体。
它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。
(1)在反应①~⑦中,不属于氧化还原反应的是________(填编号)。
(2)写出③的离子方程式:
________________
(3)反应⑦的化学方程式为____;该反应中每消耗0.3mol的A,可转移电子_________mol。
在解决此题时的关键一步是____________。
【答案】①②④⑤⑦Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H20.8mol⑥
【解析】
【分析】
A、B、C为中学常见单质,其中一种为金属,结合后面的红色溶液,中学化学里的红色溶液除了指示剂外,常见的是铁离子遇到SCN-生成的Fe(SCN)3,所以可以确定金属为铁。
通常情况下,A为固体,B、C均为气体,所以A为铁,能和铁反应的常见的气体有氧气和氯气,故B和C分别为氧气和氯气中的一种。
铁和B生成的D加KSCN显红色,所以B为氯气,D为FeCl3;则C为氧气,E为Fe3O4。
X是一种无氧强酸,即为盐酸,Fe3O4和盐酸反应生成FeCl2、FeCl3和水,H在常温下为液体,所以H为水,G为FeCl2。
Fe可以和水蒸气在高温下生成Fe3O4和氢气。
综上所述,A为Fe,B为Cl2,C为O2,D为FeCl3,E为Fe3O4,F为含SCN-的溶液,G为FeCl2,H为H2O。
【详解】
(1)反应①是2Fe+3Cl2
2FeCl3;②是3Fe+2O2
Fe3O4;③是Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O;④是2FeCl3+Fe=3FeCl2;⑤是2FeCl2+Cl2=2FeCl3;⑥是Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3;⑦是3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2。
有化合价变化的反应是氧化还原反应,所以其中①②④⑤⑦氧化还原反应;
(2)③的化学方程式为Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O,故离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;
(3)反应⑦的化学方程式为3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2。
该反应中每消耗3mol铁,转移电子8mol,所以每消耗0.3mol的铁,可转移电子0.8mol。
在解决此题时的关键一步是第⑥步,从红色溶液推断。
【点睛】
无机推断题关键是找题眼,主要从一些特殊反应或物理性质入手,如本题的红色溶液,还有X是一种无氧强酸、H在常温下为液体都可以做出直接的判断。
8.已知A为常见的金属单质,根据如图所示的关系:
(1)确定C、E的化学式,C为_____,E为_____
(2)写出④的离子方程式,⑧的化学方程式:
④_________________________,
⑧________________________。
【答案】FeCl2Fe(OH)22Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
A为常见的金属单质,F为红褐色固体,且E和O2反应得到F,则F为Fe(OH)3,E为Fe(OH)2,A为Fe;再根据图中的转化关系,可以推出B为Fe3O4,C为FeCl2,D为FeCl3。
【详解】
经分析,A为Fe,B为Fe3O4,C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,则:
(1)C为FeCl2,E为Fe(OH)2;
(2)反应④的离子方程式为:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;反应⑧的化学方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
【点睛】
无机推断题,要求学生掌握一些常见物质的物理、化学性质,还要掌握一些化学反应,比如本题中的红棕色物质,一般有Fe2O3、Fe(OH)3,但是中学阶段没有学习通过和O2反应生成Fe2O3的反应,反而学过Fe(OH)2和O2反应生成Fe(OH)3的反应,故可以推断出题中F为Fe(OH)3。
此外,还要注意,Fe3O4是黑色晶体,Fe块是银白色的,但是Fe粉是黑色的。
9.某课外小组对金属钠进行研究。
已知C、D都是单质,F的水溶液是一种常见的强酸。
(1)金属Na在空气中放置足够长时间,最终的生成物是:
______。
(2)若A是一种常见金属单质,且A与B溶液能够反应,写出该反应的化学方程式__________。
(3)若A是一种不稳定的盐,A溶液与B溶液混合将产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色,最后变成红褐色的E,请写出白色絮状沉淀转变成红褐色沉淀过程发生化学反应的方程式:
____________。
【答案】碳酸钠或Na2CO32Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
Na和O2点燃生成M,则M为Na2O2;Na和水反应生成B和C,其中C为单质,则C为H2,B为NaOH;F的水溶液为常见的强酸,则F为HCl,D为Cl2。
题中没有给出A、E、G的信息,故需要结合小题中的信息,去推断各题对应的物质。
【详解】
(1)金属Na在空气中,表面会被氧化为Na2O,Na和Na2O都会和水蒸气反应生成NaOH,NaOH会再和CO2反应生成Na2CO3;
(2)从题中信息可以推出A为Al,A、B反应的化学方程式为:
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(3)从题中信息可以推出A为亚铁盐,白色絮状沉淀为Fe(OH)2,E为Fe(OH)3,白色絮状沉淀转变成红褐色沉淀过程发生化学反应的方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
【点睛】
金属钠在空气中放置,先变为氧化钠,与水反应生成氢氧化钠,该物质易吸水而潮解,形成氢氧化钠溶液,再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠晶体,风化后得到碳酸钠粉末。
10.A、B、C、D四种化合物,其中B、C、D焰色反应均为黄色,而A的焰色反应为紫色,B、D和盐酸反应均得到C,将固体B加热分解可得到D,若在D的溶液中通入一种无色无味气体,又可得到B的溶液;若A的溶液滴加到FeCl2溶液中,先出现白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀E。
(1)试推断各物质的化学式:
A:
___B:
___C:
___
(2)按要求写出下列方程式:
①D与盐酸反应的离子方程式:
___;
②E固体受热分解的化学方程式:
___。
【答案】KOHNaHCO3NaClCO32-+2H+=H2O+CO2↑2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
【解析】
【分析】
B、C、D焰色反应均为黄色,则均为钠的化合物,A的焰色反应为紫色,则A为钾的化合物;若A的溶液滴加到FeCl2溶液中,先出现白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀E,可知A为KOH,E为Fe(OH)3;B、D和盐酸反应均得到C,将固体B加热分解可得到D,若在D的溶液中通入一种无色无味气体,又可得到B的溶液,可知B为Na2CO3,D为NaHCO3,C为NaCl,据此进行解答。
【详解】
(1)据分析可知答案为:
KOH;NaHCO3;NaCl;
(2)①碳酸钠和盐酸反应离子方程式为:
CO32-+2H+=H2O+CO2↑;
②氢氧化铁受热反应方程式为:
2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O。
11.已知A是一种常见金属,部分反应物或生成物已略去。
试根据图中转化关系,回答下列问题。
(1)B的俗名为____。
(2)保存C溶液时需加入少量A的原因是____,A与水蒸气反应的化学方程式为____,该反应类型属于____(填基本反应类型)
(3)E生成F可观察到的现象____,化学方程式为____。
(4)写出B→C化学方程式为____,C→D的离子方程式为____。
【答案】磁性氧化铁防止Fe2+被O2氧化3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2置换反应白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【解析】
【分析】
A是一种常见金属,燃烧后生成的氧化物B与盐酸反应能够生成两种氯化物,符合条件的常见金属是铁,所以由图中转化关系得,A为Fe,B为Fe3O4,C为FeCl2,D为FeCl3,X为H2,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,G为Fe2O3。
【详解】
(1)由分析可知B为Fe3O4,俗名为磁性氧化铁,故答案为:
磁性氧化铁;
(2)因为Fe2+极易被O2氧化,所以保存FeCl2溶液时需加入少量Fe,Fe与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2,该反应属于置换反应,故答案为:
防止Fe2+被O2氧化;3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2;置换反应;
(3)Fe(OH)2沉淀在空气中被氧化生成Fe(OH)3,可观察到的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,化学方程式为:
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3;故答案为:
白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色;4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3;
(4)Fe3O4与盐酸反应得化学方程式为Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O,FeCl2与Cl2反应得离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
12.将单质Fe和FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液一起放进烧杯中,搅拌、静置。
根据下述不同情况,填写金属单质或金属离子的符号。
(1)充分反应后,若Fe有剩余,则烧杯中不可能含有的金属离子是_____。
(2)充分反应后,如果烧杯中还有大量的Fe3+,则还会有的金属离子是_____。
(3)如果烧杯中Cu2+的物质的量减少了一半,则烧杯中一定没有的金属离子是____,一定没有的金属单质是______。
【答案】Fe3+、Cu2+Fe2+、Cu2+Fe3+Fe
【解析】
【分析】
在金属活动性顺序中