备战2023新中考二轮科学专题导练 考点09 离子共存和除杂提纯

考点精讲

离子在溶液中能否大量共存，涉及到离子的性质及溶液酸碱性等综合知识。凡能使溶液中因发生反应使有关离子浓度显著改变的均不能大量共存。如生成难溶、难电离、气体物质或能转变成其他种类的离子（包括氧化还原反应）。一般可从以下几方面考虑：

1.弱碱阳离子只存在于酸性较强的溶液中。如Fe3+、Al3+、Zn2+、Cu2+、NH4+、Ag+ 等均与OH-不能大量共存。

2．弱酸阴离子只存在于碱性溶液中。如CH3COO-、F-、CO32-、SO32-、S2-、PO43-、AlO2-均与H+不能大量共存。

3．弱酸的酸式阴离子在酸性较强或碱性较强的溶液中均不能大量共存。它们遇强酸（H+）会生成弱酸分子；遇强碱（OH-）生成正盐和水.。如：HSO3-、HCO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等。

4．若阴、阳离子能相互结合生成难溶或微溶性的盐，则不能大量共存。如：

Ba2+、Ca2+与CO32-、SO32-、 PO43-、SO42-等；

Ag+与Cl-、Br-、I- 等；

Ca2+与F-，C2O42- 等。

5．若阴、阳离子发生双水解反应，则不能大量共存。如：

Al3+与HCO3-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-、ClO-、SiO32- 等；

Fe3+与HCO3-、CO32-、AlO2-、ClO-、SiO32-、C6H5O-等；

NH4+与AlO2-、SiO32-、ClO-、CO32-等。

6．若阴、阳离子能发生氧化一还原反应则不能大量共存。如：

Fe3+与I-、S2-；

MnO4-（H+）与I-、Br-、Cl-、S2-、SO32-、Fe2+等；

NO3-（H+）与上述阴离子；

S2-、SO32-与H+ 。

7．因络合反应或其它反应而不能大量共存。如

Fe3+与F-、CN-、SCN-等；

H2PO4-与PO43-会生成HPO42-，故两者不共存。

共存问题解题步骤：

1、将化合物先分解成离子再解题

2、通注意题目中的隐藏条件：

如在酸性溶液中，即含有H+离子的前提。

如在碱性溶液中，即含有OH-离子。

如无色溶液，即不能有Cu,Fe等离子。

若有“大量共存”，则微容与于水被排除。（碱有一种Ca(OH)2，硫酸盐CaSO4和Ag2SO4，碳酸盐MgCO3）

3、考虑顺序：

1）将隐藏条件注入选项中

2）OH- 、H+ 不共存（酸碱）

3）H+ 、CO32-（HCO32-）不共存（NH4 +，OH-）

4）沉淀不共存

金属单质与盐溶液的共存问题：

1）、给涉及元素进行活跃性排序A>B>C。

2）、不可能的情况：

A外面，B、C在里面。（A、B在外，C在里）

例题： 在硝酸银和硫酸铜的混合溶液中加入一定量的金属镁，充分反应后，发现有金属析出，向滤液中加盐酸，有白色沉淀生成，则析出的金属（    ）

A.只有Ag    B.只有Cu    C.有Ag和Cu    D.有Mg和Cu

【解析】加入盐酸有白色沉淀生成，说明有溶液中仍然有硝酸银，而金属镁会先与硝酸银反应，说明硫酸铜还未反应，析出的金属只有银。故选A

混合物离子类推断：

1、将化合物分解为离子

2、确认必然存在的离子

3、根据能反应的离子不共存这一原则，推测出其它离子的存在情况。

真题解析

例题

1．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

答案

1．A

【解析】

【分析】

将铁与稀硫酸反应后的混合物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。说明混合物M中稀硫酸过量，因为锌能与稀硫酸反应生成氢气而产生大量气泡，所以M中铁已经完全反应，M中含稀硫酸、硫酸亚铁，锌先与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，待稀硫酸完全反应后，锌再与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，铜与稀硫酸、硫酸亚铁不反应。

【详解】

①由分析可知，M中一定不含铁单质，此说法正确；

②铜与稀硫酸和硫酸亚铁都不反应，烧杯中溶液不会由浅绿色变成蓝色，此说法错误；

③锌一定与稀硫酸反应生成了硫酸锌和氢气，故滤液中一定含有ZnSO4，此说法正确；

④铜不参与反应，滤渣中一定含铜，如果锌过量，锌与硫酸亚铁反应生成了硫酸锌和铁，滤渣中含锌、铁、铜，所以滤渣中可能含有三种金属单质，此说法正确；

⑤如果锌过量，锌将稀硫酸、硫酸亚铁完全反应，滤液中只含锌离子一种金属离子，如果锌含量不足，则溶液中含锌离子和亚铁离子两种金属离子，此说法正确。

故选A。

2．钢铁的腐蚀是重要研究课题。

【实验探究1】小金设计如下实验进行铁钉腐蚀的研究，如图所示。一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有生锈，而试管C中铁钉明显锈蚀，试管D、E中铁钉严重锈蚀。

（1）由此你能得出哪些结论？答：___________（写出一点即可）

（2）试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，其目的是___________。

【实验探究2】实验结束后，小金向试管D中（含生锈铁钉）加入过量10%稀盐酸，浸泡，以除去铁钉表面的铁锈。观察到铁锈逐渐消失，铁钉表面有气泡产生，溶液呈黄色，一段时间后黄色变为浅绿色。小金设计了如下表的三个实验（持续10小时，已知氢气不影响该反应）：

（3）综合分析上述三个实验，试管D中溶液由黄色变为浅绿色的原因可能是___________。

【拓展延伸】在文献资料中小金发现某科学小组研究钢铁腐蚀速率与水样pH关系，结果如图所示。

（4）图中表示水样温度22℃、氧含量6mL·L-1时，钢铁腐蚀速率与水样pH的关系。当pH<4时，钢铁腐蚀速率明显增大的原因是___________。

答案

2．     铁的锈蚀是铁跟水、氧气等物质作用的过程（合理即可）     除去蒸馏水中溶解的氧气且防止氧气再溶于水     酸性条件下，氯化铁与铁钉反应生成氯化亚铁     钢铁与水样中的氢离子发生化学反应

【解析】

【详解】

（1）试管A中的铁钉只与氧气接触，没有锈蚀，试管B中的铁钉只与水接触，没有锈蚀，试管C中的铁钉与氧气、水同时接触发生了锈蚀，由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟水、氧气等物质作用的过程；

（2）蒸馏水中可能溶解有少量的氧气，所以试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，其目的是除去蒸馏水中溶解的氧气且防止氧气再溶于水；

（3）综合分析上述3个实验可知，酸性条件下，氯化铁与铁钉反应生成氯化亚铁，所以试管D中溶液由黄色变为浅绿色；

（4）由图象可知，当pH＜4时，钢铁与水样中的氢离子发生化学反应，所以钢铁腐蚀速率明显增大。

3．金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过程。历史上人类冶炼不同金属的大致年代如图所示：

（1）铜和金是人类使用较早的金属。2021年3月，三星堆遗址又出土了大量的青铜器和金器，其中部分青铜器和金器上，还有被人为敲击的痕迹。通过敲打可将青铜等金属材料打制成不同的形状，是利用了金属的___________性。

（2）我国的青铜文化历史悠久。西汉时期的湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应制取铜，有关的化学反应方程式为___________。

（3）铁器时代大约在公元前500年，至今铁仍是年产量最高的金属，但每年因腐蚀造成了巨大损失，写出一条防止铁生锈的措施 ___________。

（4）近代人们广泛利用铝，铝虽然较活泼，但抗腐蚀性能好，原因是___________。

答案

3．     延展     Fe+CuSO4=FeSO4+Cu     刷漆     它能与空气中的氧气反应，在表面形成一层致密的氧化膜

【解析】

【分析】

【详解】

（1）通过敲打可将青铜等金属材料打制成不同的形状，是利用了金属的延展性。

（2）铁和硫酸铜溶液反应制取铜，同时生成硫酸亚铁，化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。

（3）铁在与氧气和水蒸气同时接触时会发生锈蚀，所以铁生锈的预防措施可以刷漆、涂油等。

（4）铝虽然较活泼，但抗腐蚀性能好，原因是铝和氧气生成一层致密的氧化膜阻止铝的进一步腐蚀。

4．港珠澳大桥的设计使用寿命是120年，桥墩外部的钢管（主要成分是铁）在海水和海泥中会受到腐蚀，为保证钢管的安全，桥墩钢管除了采用耐腐蚀材料涂层外，还采用“牺牲阳极”法对钢管进行保护。“牺牲阳极”法就是在钢管上焊接活动性更强的金属以保证钢管在海水中不受腐蚀。

（1）锌、铝、铜、镁四种金属中，理论上可以用来做“阳极”的有___________。

（2）为保证大桥的使用寿命，大桥的一些关键部位采用了不锈钢筋而非普通钢筋，将普通钢筋加工成不锈钢筋，这种做法是靠___________来实现防锈。

答案

4．     锌、铝、镁     改变金属的组成和结构

【解析】

【分析】

【详解】

（1）桥墩外部的钢管（主要成分是铁）在海水和海泥中会受到腐蚀，为保证钢管的安全，桥墩钢管除了采用耐腐蚀材料涂层外，还采用“牺牲阳极”法对钢管进行保护。锌、铝、铜、镁四种金属中，理论上可以用来做“阳极”的有锌、铝、镁，因为它们的活动性都比铁强；

（2）为保证大桥的使用寿命，大桥的一些关键部位采用了不锈钢筋而非普通钢筋，将普通钢筋加工成不锈钢筋，这种做法是靠改变金属的组成和结构从而改变化学性质来实现防锈。

5．我校化学兴趣小组调查某化工厂排放的废水。废水略显蓝色，无悬浮颗粒，透明。   

实验过程：

①取少量废水加入过量的盐酸，有白色沉淀生成，过滤，得沉淀物和滤液。向沉淀中加入稀硝酸白色沉淀不溶解。

②将所得滤液分成两份，一份滤液中加入适量的稀硫酸产生白色沉淀，过滤，向沉淀物中加入稀硝酸沉淀不溶解。

③向另一份滤液中加入过量氢氧化钠溶液，只产生蓝色沉淀。

（1）实验结果：废水中肯定含有的阳离子有___________， 它们都是重金属离子；还含有的大量的阴离子NO3-， 对环境都有污染

（2）针对上述情况，某同学设计了一种从废水中除去重金属离子的方案（已知白色的Fe（OH）2沉淀在氧气和水的存在下会转化成红褐色沉淀）假设能发生化学反应的物质均恰好完全反应，则：   

X固体为___________ 。

（3）B溶液中的溶质一定有(    )。

A． K2CO3B． Fe（NO3）2 C． MgCl2D． Ba（NO3）2

（4）写出④反应的化学方程式___________。

答案：

5．     Ag+、Ba2+、Cu2+     Fe##铁     B，D     Na2SO4+Ba（NO3）2=BaSO4↓+2NaNO3

【解析】

【详解】

（1）①取少量废水，加入过量的盐酸，有白色沉淀生成，过滤，得沉淀物和滤液，向沉淀中加入稀硝酸，白色沉淀不溶解 。据此可得溶液中含有Ag+；

 ②向滤液中加入适量的稀硫酸，产生白色沉淀，过滤，向沉淀物中加入稀硝酸，沉淀不溶解 。据此可得溶液中含有Ba2+；

 ③向另一份滤液中加入过量氢氧化钠溶液，只产生蓝色沉淀 。据此可得溶液中含有Cu2+。

（2）由题中的框图可知：已知红褐色固体是氢氧化铁，可知X是金属铁。

（3）铁把银、铜置换出来，固体A为Ag、Cu、Fe，溶液B中含有生成的硝酸亚铁，又由于C中加入硫酸钠出现白色沉淀，说明B溶液中还有Ba（NO3）2；故选BD。

（4）反应④是硝酸钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠，化学方程式Na2SO4+Ba（NO3）2=BaSO4↓+2NaNO3。

突破提升

一、选择题

1．某科学兴趣小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，利用实验室中的相关药品设计了如下实验方案（实验用到的三种金属丝均已打磨干净）：

①稀盐酸、铝、铜、银；②硫酸铜溶液、铝、银

③硫酸铝溶液、硝酸银溶液、铜；④硫酸铝溶液、铜、银

⑤硝酸银溶液、铝、铜

其中能验证铝、铜、银金属活动性顺序的是（　　）

A．②③⑤ B．①②③ C．③④⑤ D．①②④

2．归纳和演绎是重要的科学方法。下列归纳或演绎合理的是（　　）

A．酸和碱反应可以生成盐和水，所以能和碱反应生成盐和水的物质一定是酸

B．质量守恒定律对所有化学反应都成立，所以2g氢气和1g氧气反应能生成3g水

C．在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，所以金属钾能从硫酸铜溶液中置换出金属铜

D．氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，所以过氧化氢是氧化物

3．一定质量的Zn加入到含有Fe(NO3)2和AgNO3两种物质的混合溶液中，充分反应后过滤液仍为浅绿色，下列叙述正确的是（　　）

①滤液中一定有Zn2+、Fe2+②滤液中可能有Ag+③滤渣中一定有Ag，可能有Fe

A．①② B．①③ C．②③ D．①②③

4．向一定质量的和混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物，充分反应后过滤，得到不饱和的滤液和滤渣，将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是（       ）

①滤渣中可能有铜

②向滤渣中加稀盐酸，可能有气泡产生

③滤液中一定有、和，可能有

④若忽略过滤操作中溶液损失，滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量

A．①② B．①③ C．②③ D．②④

5．为了验证锌、铜、银三种金属的活动性强弱顺序，除需三种金属单质外，试管中所需溶液最合理的是（　　）

A．硝酸锌 B．硝酸银 C．硝酸铜 D．稀盐酸

二、探究题

6．某同学将一小包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液，并对滤液的组成进行探究

（1）锌和硝酸银溶液反应的化学方程式是______

（2）有同学对滤液中所含的溶质做出多种猜想，其中有两种猜想可能成立，这两种猜想是：

①溶质为硝酸锌和硝酸铜       

②溶质为______

（3）为验证以上两种猜想，该同学设计了以下实验方案，请你完成方案中的现象和结论：取少量滤液于试管中，在滤液中插入一根铜丝（或铜片），______

7．小明在冬天输液时发现护士在输液管上加了一个如图所示的装置，护士告诉他这是一次性输液加热棒，可以消除药液温度与体温的差异。加热棒里的成分到底是什么呢？科学研究小组通过上网查阅资料发现性输液加热棒内的主要成分是还原性铁粉、炭粉和氯化钠等物质。该加热棒内是否真的含有这几种物质呢？科学研究小组设计了计了如下实验：

（1）探究加热棒内是否含有氯化钠

①将加热棒内的物质放入烧杯中，加入足量的水充分溶解，过滤，得到滤渣和滤液。

②取适量滤液于试管中，滴加适量的硝酸钡溶液和稀硝酸，无明显现象，___________（填写正确的实验操作及现象），证明滤液中含有Cl-。在老师的指导下通过进一步的实验证明滤液中还含有Na＋，从而确定含有氯化钠

（2）探究加热棒内是否含有铁粉

小明用磁铁靠近滤渣，发现部分黑色粉末被吸引。但被吸引的黑色物质也有可能是四氧化三铁。小明通过如下装置探究黑色物质是否含有四氧化三铁，该物质鉴定的原理是： Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O吸引的黑无水硫酸铜粉末，当观察到___________这一现象时，排除了四氧化三铁存在的可能性。

小英同学认为这还不能确定铁粉的存在，因为除了四氧化三铁外，钴粉、镍粉也是能被磁铁吸引的黑色粉末研究小组的同学在查阅资料的基础上，进行如下实验：取适量被吸引的黑色物质于试管中，加入足量的稀盐酸，充分反应后，向试管中加入足量的过氧化氢溶液（能将Fe2＋转化为Fe3＋），然后滴加硫氰化钾溶液。溶液变为血红色，证明溶液中有Fe3＋，得出加热棒中含有铁粉这一结论。

（3）探究加热棒内是否含有炭粉

点燃不能被吸引的黑色粉末，并将产生的气体通入足量澄清石灰水，石灰水变浑浊，得出加热棒内含有炭粉这一结论。请写出此操作过程中确认炭粉存在的化学方程式：___________，___________综合上述实验，小明验证了加热棒内的主要成分。加热棒为什么能够起到加热作用呢？小明还将进一步探究

8．科学学习小组同学在完成盐酸除铁锈实验时，发现生锈的铁钉表面有气泡生成。同学们对此现象感到很好奇，针对“气体是由什么反应生成的这”一问题，设计实验进行探究。

【设计实验】小组同学经过认真分析思考，提出了自己的假设，并设计了图甲所示的实验A和B进行探究。实验时，观察到试管A中有气泡，试管B中没有气泡，从而验证了自己的假设是成立的。

（1）小组同学设计图甲所示实验基于的假设是___________；

（2）小金同学认为图甲实验A和B对照设置不够严谨，溶液中的水可能会对气体生成产生影响。于是在图甲实验基础上补充设计了如图乙对照实验C和D。但小科同学认为对照实验D的设置没有必要，他提出这一观点的理由是___________；

【反思提高】设置对照实验首要问题是找准找全影响因素，通过控制变量，来进行对照实验的设置，实现对照实验组设置的有效性和完整性。

【迁移应用】一次课外实验的意外现象：镁条放入Na2CO3溶液中，快速产生气泡。请结合设置对照实验的思想，完成“气体是由什么反应生成的”问题探究。

【实验探究】查阅资料：①镁能与水缓慢反应生成氢气；②Na2CO3溶液呈碱性，其溶液中除了Na+、CO、水分子外，还有OH-。小组同学设计了如图丙对照试验E、F和G。

（3）往镁条中分别加入等量的水、Na2CO3溶液、x溶液进行实验。一段时间后，观察到试管E、G中有气体产生，但缓慢且少，试管F中产生气体既快又多。从对照实验设置的角度分析，实验G所加“x溶液”应该是___________；

（4）分析图丙实验可知，镁条放入Na2CO3溶液中，气体是由镁与水反应生成的。试管F中快速产生气体，是因为Na2CO3溶液中存在能促进镁与水反应的离子，该离子是___________。

三、填空题

9．请按要求完成下列金属性质的实验：       

（1）在一定量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量铁粉充分反应后，溶液中溶质成分不可能是___________

A．Fe（NO3）2、AgNO3、Cu（NO3）2 

B．Cu（NO3）2、Fe（NO3）2 

C．AgNO3、Fe（NO3）2

D．Fe（NO3）2

（2）研究一：金属与酸反应过程中的能量变化：打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应___________（填“吸热”或“放热”）。

研究二：金属与盐溶液反应过程中的相关变化。

（3）某同学用硫酸铜溶液把“铁勺”变“铜勺”，其反应的化学方程式为___________

10．根据计划金义线轻轨于今年6月底通车试行，12月底通车试运行。

（1）建设过程中的列车轨道由锰钢制成，锰钢属于______料（填“金属”或“有机合成”）。

（2）锰钢属于铁合金，已知锰金属活动性介于镁和锌之间，通过实验来比较铁和锰的金属活动性强弱，下列试剂中可以选用的是______。

A．Fe、Mn、ZnSO4溶液

B．Fe、Mn、CuSO4溶液

C．Cu、FeSO4溶液、MnSO4溶液

（3）生活中钢铁制品易生锈，因此常在其表面喷漆，不仅美观，而且可以有效防止铁与______接触而生锈。

答案：

1．A

【解析】

【详解】

①稀盐酸和铝可以反应生成氯化铝和氢气，证明Al> H，铜、银既不能和稀盐酸反应，也不能和氯化铝反应，故无法判断铜、银的金属活动性强弱，①不符合题意；

②铝能和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸铝，银不能和硫酸铜反应，证明金属活动性Al＞Cu＞Ag，②符合题意；

③铜不能和硫酸铝溶液反应，可以和硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜，故金属活动性为：Al＞Cu＞Ag，③符合题意；

④铜、银都不能和硫酸铝溶液反应，故无法判断铜、银的金属活动性强弱，④不符合题意；

⑤铝和硝酸银溶液反应会生成银和硝酸铝，说明金属活动性：Al＞Ag，将铜丝插入生成的硝酸铝溶液中，铜丝表面无现象，说明Al＞Cu，铜能和硝酸银溶液反应，说明Cu＞Ag，故金属活动性为：Al＞Cu＞Ag，⑤符合题意。

故选A。

2．D

【解析】

【详解】

A. 酸和碱反应可以生成盐和水，但能和碱反应生成盐和水的物质不一定是酸，如：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，生成盐和水，CO2不是酸，此选项错误；

B. 质量守恒定律对所有化学反应都成立，氢气和氧气反应时的质量比是1:8，所以2g氢气和0.125g氧气恰好反应，反应能生成2.125g水，此选项错误；

C. 在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，将钾放入硫酸铜溶液中，钾的金属活动性太强，能与溶液中的水反应生成氢氧化钾和氢气，生成的氢氧化钾再与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钾，所以金属钾不能从硫酸铜溶液中置换出金属铜，此选项错误；

D. 氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，所以过氧化氢是氧化物，此选项正确。

故选D。

3．D

【解析】

【详解】

由金属活动性顺序可知，排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，将一定质量的Zn加入到Fe（NO3）2、AgNO3两种物质的混合溶液中，锌会先与硝酸银反应，然后再与硝酸亚铁反应，充分反应后过滤，滤液仍为浅绿色，所以溶液中的硝酸亚铁可能被置换部分，也可能没有被置换，所以：

①滤液中一定有Zn2+、Fe2+，说法正确；

②滤液中可能有Ag+，说法正确；

③滤渣中一定有Ag，可能有Fe，说法正确。

故选D。

【点睛】

一定质量的金属和两种盐的混合溶液反应，要根据金属活动性顺序注意反应的先后顺序，根据反应的现象判断反应的程度，然后才能确定滤液和滤渣的成分。

4．C

【解析】

【详解】

金属活动性：Mg＞Zn＞Fe＞Cu，向一定质量的硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中加入ag锌粉和铁粉的混合物，锌先与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，即：，65份的锌置换出64份的铜，固体质量减小，溶液质量增加，待硝酸铜完全反应后，铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，即 ，56份的铁置换出64份的铜，固体质量增加，溶液质量减小，充分反应后过滤，得到不饱和的滤液和滤渣，将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到的固体质量仍为a克，故一定发生了铁和硝酸铜的反应。

①一定发生了锌和硝酸铜、铁和硝酸铜的反应，滤渣中一定有铜，错误；

②铁可能过量，向滤渣中加稀盐酸，可能有气泡产生，正确；

③硝酸镁不参与反应，滤液中一定含硝酸镁，锌、铁一定与硝酸铜发生了反应，滤液中一定含硝酸锌和硝酸亚铁，可能含硝酸铜，正确；

④锌与硝酸铜反应，溶液质量增加，铁与硝酸铜反应，溶液质量减小，完全反应后，滤渣的质量不变，故滤液中溶质的质量等于原混合溶液溶质的质量，错误。

故正确的是②③。

故选C。

5．C

【解析】

【分析】

【详解】

三种金属的活动性强弱顺序是锌、铜、银，只用一种试剂一次性就可验证锌、铜、银三种金属的活动性强弱，通常采取“三取中”的方法，即取中间金属单质与两端的金属的盐溶液反应或取中间金属的盐溶液与两端金属的单质反应，因此可选用硝酸铜溶液。

故选C。

6．     Zn+2AgNO3═Zn （NO3）2+2Ag     硝酸锌、硝酸铜、硝酸银     若无明显变化，说明猜想①成立

【解析】

【详解】

（1）锌置换硝酸银中的银，同时得到硝酸锌，化学方程式为：Zn+2AgNO3═Zn （NO3）2+2Ag；

（2）由得到溶液呈蓝色，说明铜粉与硝酸银发生了反应，反应后溶液中一定含有硝酸铜；由于锌的活动性比铜强，锌会先于铜与硝酸银反应且锌粉可与硝酸铜反应，因此可判断锌粉已完全反应，溶液中一定含有硝酸锌；硝酸银是否完全反应则成为所要猜测的两种可能，若硝酸银完全反应，则溶液中只含有硝酸锌、硝酸铜，若硝酸银有剩余，则溶液中含有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银；

（3）取反应后的溶液，插入插入一根铜丝（或铜片），若无明显变化，说明溶液中没有硝酸银，猜想①成立。

7．     滴加适量的硝酸银溶液，出现白色沉淀     无水硫酸铜不变蓝         

【解析】

【分析】

【详解】

（1）②要证明滤液中含有氯离子，取适量滤液于试管中，滴加适量的硝酸钡溶液和稀硝酸，排除硫酸根离子的干扰后，滴入硝酸银溶液，若产生白色的沉淀即氯化银，说明滤液中含有氯离子。

（2）根据，氢气还原四氧化三铁的产物为铁和水，若黑色固体中含有四氧化三铁，则通入干燥的氢气后会有水和铁生成，但生成铁粉和四氧化三铁均为黑色，无明显现象，生成的水能使无水硫酸铜变蓝；黑色粉末中无四氧化三铁，则无水硫酸铜不变蓝。

（3）若黑色粉末中含有碳粉，碳粉点燃生成二氧化碳，二氧化碳气体通入澄清石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，石灰水变浑浊，方程式为：、。

8．     气体是铁和稀盐酸反应生成的     稀盐酸溶液中含有水，铁锈在稀盐酸中无气泡     NaOH     CO32-

【解析】

【分析】

【详解】

（1）实验时，观察到试管A中有气泡，试管B中没有气泡，从而验证了自己的假设是成立的，所以该小组的假设是气体是铁和稀盐酸反应生成的。

（2）因为稀盐酸溶液中含有水，但是铁锈在稀盐酸中无气泡，说明铁锈不能和水反应生成气体。

（3）为了设置对照实验，则G装置中加入的溶液应该无碳酸根离子，其他离子与F装置中相同，所以X溶液为氢氧化钠溶液。

（4）由图可知，F装置中有碳酸根离子，且反应中能快速产生气体，说明碳酸根离子能促进镁与水反应。

9．     C     放热     Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

【解析】

【详解】

（1）铁粉先和硝酸银反应，生成硝酸亚铁和银单质，再和硝酸铜反应，生成硝酸亚铁和铜单质。

A、如果铁粉质量很小，那么只和部分硝酸银反应，那么溶质为反应产物硝酸亚铁、未反应的硝酸银和硝酸铜，故A不合题意；

B、如果铁的质量不够多，那么只和硝酸银完全反应或者只和部分硝酸铜反应，那么溶质为反应产生硝酸亚铁和剩余的硝酸铜，故B不合题意；

C、如果溶液中存在硝酸银，那么硝酸铜还没有开始反应，因此只要有硝酸银存在，那么硝酸铜肯定同时存在，故C符合题意；

D、如果硝酸铜完全反应，那么溶质只有反应产物硝酸亚铁，故D不合题意。

故选C。

（2）金属与酸反应过程中的能量变化：打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应放热。

（3）铁和硫酸铜反应，生成硫酸亚铁和铜单质，反应的方程式为：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。

10．     金属     A     水、氧气

【解析】

【详解】

（1）锰钢属于铁合金，因此属于金属材料。

（2）已知锰金属活动性介于镁和锌之间；

A、Fe、Mn、ZnSO4溶液，Mn能与ZnSO4溶液反应，铁不能与ZnSO4溶液反应，说明了活动性锰＞锌，锌＞铁，可以比较铁和锰的金属活动性强弱；

B、Fe、Mn、CuSO4溶液，Fe能与CuSO4溶液反应，Mn也能与CuSO4溶液反应，不可以比较铁和锰的金属活动性强弱；

C、Cu、FeSO4溶液、MnSO4溶液，铜与FeSO4溶液、MnSO4溶液均不反应，说明了活动性铁＞铜，锰＞铜，但无法确定铁和锰的活动性强弱。

故选A。

（3）钢铁制品锈蚀的过程，实际上是铁跟空气中的氧气、水发生化学反应的过程。钢铁表面喷漆，不仅美观，而且可以有效防止铁与水、氧气接触而生锈。