专题04 金属与酸、金属与盐溶液的反应(考点详解)-备战2021年中考化学考点微专题(原卷版)
展开一、金属与酸反应的定量分析
二、金属活动性顺序的判断
三、金属活动性顺序的实验设计与探究
四、应用金属活动性顺序判断金属与酸(盐)反应后溶液(滤杂)成分
金属与酸反应的定量分析
本考点一般考查的知识点有:①一定量的金属混合物与足量酸反应,生成一定量H2,根据H2的量分析金属混合物的组成;②等质量不同金属分别与等质量等浓度的同种(或不同种)酸反应,分析剩余物的质量大小;③利用坐标图分析同质量(或不同质量)的金属与等量(或不等量)的酸反应后有关结论的正误判断等。一般在选择题或计算题中呈现。
一、金属不足(横坐标为时间)
题眼
等质量的Mg、Al、Zn、Fe 三种金属
解题思路
1、金属不足,酸就一定过量,化学反应中产物的量永远由量不足的物质决定,虽然题目中所给金属质量相同,但是因为相对原子质量不同,则生成氢气的质量一定不同
2、斜率代表:产生氢气的速度(由金属活动性顺序决定)
3、产生氢气的总质量由相等价态的金属相对质量决定(铝等价为2价后相对质量为18)
二、金属不足(横坐标为金属质量)
题眼
解题思路
1、因为酸足量,所以没有拐点
2、直线的斜率代表:等质量的金属产生氢气的量
注意:(1)金属的活动性决定了金属与酸反应的速率,金属越活泼,与酸反应的速率越大,图像中斜线的倾斜度越大(M的活动性强于N);
(2)金属的相对原子质量与化合价决定了金属与酸反应生成氢气的多少,当两种金属成盐时的化合价相同时,等质量的两种盐中相对原子质量越小的,生成的氢气越多,图像中的拐点越高(M的相对原子质量小于N)。
三、足量金属等量酸
横坐标为时间
斜率代表氢气生成速率,则由 金属活动性顺序 决定
横坐标为 金属质量
斜率与等价后的 相对质量成反比
金属是足量的,说明酸完全反应,最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算,所以最终生成氢气的质量相等
【典例精讲】
1.(2020山东滨州)现有质量相等的甲、乙、丙三种金属,分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中,生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价)。则下列说法错误的是( )
A.完全反应所需时间:丙>甲>乙B.生成氢气的质量:甲>乙>丙
C.相对原子质量:乙>丙>甲D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
2.(2020湖北孝感)现有某铁样品5.6g,含有的杂质为镁、锌、铜中的两种或三种。向其中逐渐加入溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,产生氢气质量与加入稀硫酸质量的关系如下图所示。则下列结论正确的个数是( )
①恰好完全反应时,一定没有固体剩余
②x的值为0.2
③铁样品中可能含有镁
④M点对应的溶液中含有2种或3种溶质
A.1个B.2个
C.3个D.4个
3.(2020山东济宁)在两只烧杯中分别放入相同质量的镁、锌两种金属,然后向两只烧杯中分别倒入相同质量、相同质量分数的稀硫酸,反应产生氢气的质量与消耗硫酸的质量关系如图。综合以上信息得到以下结论,合理的是
A.从图象可以看出,金属镁比金属锌的活动性强
B.若两种金属都有剩余,二者得到的氢气质量相同
C.若硫酸有剩余,二者得到氢气的质量相同
D.若两种金属完全溶解,二者消耗硫酸的质量相同
4.(2019广东省卷)取一定量打磨后的铝片于某容器中,再逐渐加入稀盐酸,加入稀盐酸的质量与有关量的
变化关系图错误的是( )
金属活动性顺序的判断
本考点的主要考查方式有:①根据金属在自然界的存在形式判断;②根据金属冶炼的发展史判断;③根据金属在自然界的腐蚀程度判断;④根据金属与氧气、酸或盐的反应判断。一般以选择题形式呈现,少量出现在填空题中。
【典例精讲】
5.(2020北京市)下列不能与稀盐酸反应的金属是( )
A.CuB.Zn
C.AlD.Mg
6.(2020山东滨州)已知A、B、C、D是四种金属单质,A能从B的硝酸盐溶液中置换出B,但A不能与稀盐酸反应;相同条件下,C、D能与稀盐酸反应产生H2,且D比C反应剧烈。则四种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A.D>C>A>BB.A>B>C>D
C.B>A>C>DD.D>C>B>A
7.(2020黑龙江鸡西)将金属锰(Mn)投入稀盐酸中,有气泡产生。将镁条插入硫酸锰溶液中,如果有锰析出,则Mn、Mg、Cu的金属活泼性由强到弱的顺序是( )
A.Mg、Mn、CuB.Mn、Mg、Cu
C.Cu、Mg、MnD.Cu、Mn、Mg
8.(2020湖南邵阳)金属的用途很广,我们应该节约和保护金属资源,请用所学化学知识回答下列问题:
(1)铁制品长期裸露在室外易生锈,铁生锈实际上是铁与空气中的_____等发生化学反应的过程;
(2)为了预防铁制品生锈,我们常在其表面镀一层抗腐蚀的金属,但在镀金属之前,先要除去铁制品表面的铁锈。用稀盐酸除去铁锈的化学反应方程式是_____。
(3)将X、Z、Y三种金属片分别放入稀硫酸中,Y、Z表面有气泡产生,X没有明显现象,再把Y、Z分别放入FeSO4溶液中,发现放入Y的FeSO4溶液逐渐变成无色,而放入Z的FeSO4溶液和Z表面都没有明显现象。根据上述实验判断,X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是_____。
[方法指导]
判断金属活动性顺序,可以根据金属与酸能否反应以及反应的剧烈程度(“氢前能、氢后否、越靠前、越剧烈”)或根据金属能否与另一金属的盐溶液反 应(前金换后金)。
金属活动性顺序的实验设计与探究
一般考查形式有:①给出几种金属,并设计几套实验方案,要求对设计方案进行正误判断;②给出几种金属,猜想其金属活动性顺序,设计实验方案,并进行验证探究。一般在选择题、实验探究题中出现,少量在填空题中呈现。
【典例精讲】
9.(2020湖北恩施)现有Al、Cu、Ag三种金属,限用一种试剂一次性就可以验证它们的金属活动性强弱,则该试剂是( )
A.CuSO4溶液B.稀H2SO4
C.AgNO3溶液D.AlC13溶液
10.(2020四川乐山)某同学参加实验操作考试,为验证镁、锌、铜三种金属的活动性顺序,他设计了以下四种实验方案,其中能达到目的的是
A.将镁片、锌片分别放入Cu(NO3)2 溶液中
B.将锌片、铜片分别放入Mg(NO3)2溶液中
C.将镁片分别放入Zn(NO3)2溶液、Cu(NO3)2溶液中
D.将镁片、锌片、铜片分别放入稀盐酸中
11.(2020山东青岛)某同学为验证镁、铁、铜、银的金属活动性顺序,设计了下图所示的四个实验(金属片均已打磨,且其形状大小相同;实验①②③所用盐酸的溶质质量分数和体积均相同)。下列分析不正确的是( )
A.对比实验①②反应的剧烈程度,能判断出镁和铁的金属活动性强弱
B.分析实验②④现象,能判断出铁、铜、银的金属活动性强弱
C.分析实验④的现象,能判断出铜和银的金属活动性强弱
D.分析四个实验的现象,能判断出镁、铁、铜、银的金属活动性顺序
12.(2020云南昆明)为验证Mg、Cu、Sn的金属活动性顺序,不可选用的一组物质是( )
A.MgCl2溶液、Cu、SnB.Mg、Cu、SnCl2溶液
C.Mg、Sn、Cu、盐酸D.MgCl2溶液、Sn、CuCl2溶液
13.(21020甘肃平凉)有X、Y、Z三种金属,如果把X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生气泡,Y不反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,在Y表面有银白色物质析出,而Z没有变化。根据以上实验事实,判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A.X、Y、ZB.Z、Y、X
C.Y、X、ZD.X、Z、Y
14.(2020甘肃金昌)某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,他设计了以下四种实验方案,其中能达到目的是( )
A.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中
B.将Fe、Cu、Ag分别加入稀盐酸中
C.将Fe分别加入CuSO4、AgNO3溶液中
D.将Fe、Ag分别加入CuSO4溶液中
[方法指导]
金属活动性顺序的实验设计:
(1)两种金属
①把一种金属放入另一种金属的盐溶液中。②把两种金属放入稀盐酸(或稀硫酸)中(至少有一种金属排在氢前)。
(2)三种金属
①把活动性居中的金属放入两边的金属盐溶液中,简称“中间金属,两边盐”。
②把活动性处于两边的金属放入居中的金属盐溶液中,简称“两边金属,中间盐”。
应用金属活动性顺序判断金属与酸(盐)反应后溶液(滤杂)成分
本考点的主要考查方式有:以文字叙述(或框图流程)提供一种(或几种)金属与几种盐(或酸、盐)混合物反应,或几种金属与一种盐(或酸)反应后,对滤液、滤渣中的成分进行判断等。一般在选择题或填空题中呈现。
两种金属
例:Fe与CuSO4反应
铁少量——代表全部消耗并且铜也没有完全置换出
则滤液中:FeSO4 CuSO4 滤纸上剩余固体:Cu
铁适量——铁全部消耗,铜全部被置换出
则滤液中:CuSO4 滤纸上剩余固体:Cu
铁过量——铁不但把铜全部置换出来,且本身有单质剩余
则滤液中:CuSO4 滤纸上剩余固体:Fe、Cu(先写剩余的,以防遗漏)
三种金属
例:Zn FeSO4 CuCl2
Zn少量分3种情况考虑
1.只置换出部分Cu(金属活动性顺序表中距离远的先反应)
滤液: FeSO4 CuCl2 ZnCl2 (先写剩的,再写生成的)
滤渣:Cu
2.恰好Cu全部被置换出来
滤液: FeSO4 ZnCl2
滤渣:Cu
3.部分Fe被置换出
滤液: FeSO4 ZnCl2
滤渣:Cu Fe
Zn恰好足量
滤液: ZnCl2
滤渣:Cu Fe
Zn过量
滤液: ZnCl2
滤渣: Zn Cu Fe
【典例精讲】
15.(2020黑龙江牡丹江)有一包固体混合物,其中含有硝酸银、硝酸铜、硝酸镁及铁粉,加入足量的水过滤,下列描述的情形不可能存在的是( )
A.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+
B.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+、Ag+
C.滤纸上有Ag,滤液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+、Ag+
D.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+
16.(2020广西北部湾)金属材料广泛应用于生产、生活中。
(1)用铜作导线,利用了铜的延展性和_______________性。
(2)镁是一种活泼的金属,请写出镁与稀盐酸反应的化学方程式______________________。
(3)将等质量的A、B、C三种金属(生成物中金属元素均为+2价),分别放入质量分数相等且足量的稀盐酸中,产生H2的质量与反应时间的关系如图所示。A、B、C三种金属中,金属活动性由强到弱的顺序是__________________,相对原子质量最大的是____________________。
(4)向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入mg锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列分析正确的是______________(填字母序号)。
A若滤渣只含一种金属,则滤液中的溶质只有三种
B若滤液中含有两种金属离子,则滤渣中的固体只有两种
C若最终得到的滤渣质量仍为mg,则滤液中溶质最多有两种
D若向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤液中的溶质最多有两种
17.(2020辽宁鞍山)将一定质量的铁粉加入到Mg(NO3)2、AgNO3的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。向滤液中加入稀盐酸,无明显现象。下列叙述正确的是( )
A.滤液中一定含有Mg2+和Fe3+
B.滤液中含有Mg2+和Ag+
C.滤渣中一定含有Ag
D.滤渣中可能含有Mg
18.(2020辽宁本溪)将一定质量的Zn放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,下列说法错误的是( )
A.滤渣中只含有Ag时,滤液一定呈蓝色
B.滤渣中含有Cu和Ag时,滤液一定呈无色
C.滤渣中含有Zn时,滤液中的溶质只有Zn(NO3)2
D.滤渣中含有Cu时,滤液中的溶质一定没有AgNO3
19.(2020湖北十堰)某学习小组同学做完铁与稀硫酸反应实验后,将反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中,发现有大量气泡产生。待充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。他们得出的现象或结论如下:①M中一定不含铁单质;②烧杯中溶液由浅绿色变成蓝色;③滤液中一定含有ZnSO4;④滤渣中可能含有三种金属单质;⑤滤液中可能含有两种金属离子。其中正确的个数有:( )
A.4个B.3个
C.2个D.1个
[方法指导]
金属与盐溶液反应的先后顺序:
(1)一种金属与几种盐溶液混合
当一种金属与几种盐的混合溶液反应时,最不活泼的金属最先置换出来。例如:向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加锌粉,锌先AgNO反应,置换出Ag,AgNO反应完以后,锌再与Cu(NO2)2反应,置换出Cu。
(2)几种金属与一种盐溶液混合
当向一种盐溶液中加入几种金属的混合物时,最活泼的金属最先发生反应。例如:向AgNO溶液中加Cu,Zn合金,Zn先与AgNO溶液反应,待Zn反应完以后,Cu再与AgNO3溶液发生反应。
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