根據置換反應的原理，只有在活性序中位置較高的金屬，才能將位置較低的金屬從它的化合物水溶液中置換出來，反之不行。 也就是說，一種金屬只能夠置換活性低於它的另一種金屬。因此，利用金屬活性序，我們可以預測置換反應能否發生；相反地，根據金屬之間是否能發生置換反應，我們亦能夠推斷金屬的相對活性。
假設科學家發現一種新的金屬 \(\text{M}\)。下列哪個實驗能證明 \(\text{M}\) 比鐵更活潑？
(1) \(\text{M}\) 能將鐵從硫酸鐵(\(\text{II}\))溶液中置換出來。
(2) 鋁能將 \(\text{M}\) 從它的氯化物水溶液中置換出來。
(3) 鋅不能將 \(\text{M}\) 從它的氯化物溶液中置換出來。
A. 只有 (1)
B. 只有 (2)
C. 只有 (1) 和 (3)
D. 只有 (2) 和 (3)
\(\text{M}\) 能將鐵從硫酸鐵(\(\text{II}\))溶液中置換出來，這說明 \(\text{M}\) 比鐵更活潑。(1) 正確。
鋁能將 \(\text{M}\) 從它的氯化物水溶液中置換出來，這說明鋁比 \(\text{M}\) 更活潑。由於鋁亦比鐵更活潑，因此，不能推斷出 \(\text{M}\) 比鐵更活潑。(2) 錯誤。
鋅不能將 \(\text{M}\) 從它的氯化物水溶液中置換出來，這說明 \(\text{M}\) 比鋅更活潑。由於鋅比鐵更活潑，因此，可推斷出 \(\text{M}\) 的活性 > 鋅的活性 > 鐵的活性，即 \(\text{M}\) 比鐵更活潑。(3) 亦正確。
\(\text{X}\) 和 \(\text{Y}\) 是不同的金屬。將它們分別加入硫酸銅(\(\text{II}\))溶液和硝酸鐵(\(\text{II}\))溶液中，可觀察到的現象如下表所示。
| 金屬 | 加入硫酸銅(\(\text{II}\))溶液中 | 加入硝酸鐵(\(\text{II}\))溶液中 |
|---|---|---|
| \(\text{X}\) | 生成紅棕色固體，溶液顏色變淺 | 沒有可觀察的變化 |
| \(\text{Y}\) | 沒有可觀察的變化 | 沒有可觀察的變化 |
下列哪項陳述正確？
(1) 金屬 \(\text{X}\) 不可能是鎂。
(2) 金屬 \(\text{Y}\) 可能是銀。
(3) 金屬 \(\text{X}\) 比金屬 \(\text{Y}\) 更活潑。
A. (1) 和 (2)
B. (1) 和 (3)
C. (2) 和 (3)
D. (1)、(2) 和 (3)
由實驗現象可知，金屬 \(\text{X}\) 可以置換銅，但不能置換鐵。這說明 \(\text{X}\) 的活性高於銅，但低於鐵。鎂的活性高於鐵，因此，\(\text{X}\) 不可能是鎂。(1) 正確。
金屬 \(\text{Y}\) 既不能置換鐵，亦不能置換銅。這說明 \(\text{Y}\) 的活性低於銅。銀的活性低於銅，因此，\(\text{Y}\) 可能是銀。(2) 正確。
\(\text{X}\) 的活性高於銅，而 \(\text{Y}\) 的活性低於銅，因此 \(\text{X}\) 比 \(\text{Y}\) 更活潑。(3) 亦正確。