内容正文:
热点题型06 金属回收题
目录
1.命题趋势解读:明考情、知方向
2.热点考点诠释:知热点、掌技巧、攻薄弱
考点01 金属活动性规律
考点02金属和溶液混合判断滤渣和滤液问题
考点03溶液质量、固体质量变化问题
考点04 金属回收实验
考点05 运用质量守恒定律测定混合样品中某金属含量
考点06典型的金属图像题
4.限时检测训练:热点通关、争分培优
三年考情分析
2025考向预测
2022 选择题形式考察
2023 简答题形式考察
2024 选择题形式考察
金属与盐溶液反应后滤液、滤渣考查常结合废旧金属回收利用、实验室废液回收利用、金属活动性顺序的探究等;常以选择题、流程题、科学探究题的形式出现。
考点01 金属活动性规律
一.金属活动顺序
最常见的金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性依次减弱
【注意】
(1) 金属活动性顺序可采用“五元素一句”的方法记忆,即“钾钙钠镁铝,锌铁锡铅氢,铜汞银铂金”。
(2) 氢元素作为活泼金属与不活泼金属的分界线,排在氢前面的金属能够置换出非氧化性酸(稀盐酸、稀硫酸)中的氢
(3)在金属活动性顺序里,排在前面的金属(K、Ca、Na除外)能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来
注意点
(1)运用1时,酸一般指的是稀盐酸或稀硫酸,当金属与浓硫酸或硝酸反应时,不产生H2。
(2)K、Ca、Na不能置换出盐溶液里的金属,因为这些金属常温下和水发生反应
如:把Na放入CuSO4溶液中:
2Na + 2H2O2NaOH + H2↑
2NaOH + CuSO4Cu(OH)2↓+ Na2SO4
(3) 盐溶液必须可溶。如:铁与氯化银不反应。
(4)Fe 发生置换反应后,产物中铁的化合价呈+2价
(5)一种较活泼的金属投入多种较不活泼金属的盐的混合溶液,最不活泼的金属优先被置换出来
02金属和溶液混合判断滤渣和滤液问题
思路与方法
1.置换原则
“远距离先置换”的原则:在金属活动性顺序中两种金属距离越远越先反应。
(1)一种金属和多种盐的混合溶液反应,金属先和活动性最弱的金属的盐溶液反应;
(2)多种金属与一种盐溶液反应,最活泼的金属先和盐溶液反应。
2.挖掘题目隐含的信息
(1)无论哪种情况,滤渣中一定含有活动性最弱金属,滤液中一定含有活动性最强的金属的盐溶液。
(2)根据滤渣和滤液的颜色做出一些初步判断
若滤液呈蓝色则含有铜离子,同时滤渣中一定没有铜前面的金属;
若滤液呈浅绿色则含有亚铁离子,同时滤渣中一定没有铁前面的金属;
若滤渣中有红色固体则含有铜,同时滤液中一定没有铜后面的金属。
(4)向滤渣中加盐酸产生气泡,则滤渣含有氢前金属;向滤液加盐酸有沉淀,则滤液含有硝酸银。
知识点一 一种金属与一种溶质金属盐溶液反应
例如:将锌粉加入一定量的硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中:
第一步:将题目中涉及的金属,按照金属活动性由强到弱的顺序排列:镁>锌>铜,判断哪些反应能发生。
第二步:写出发生反应的化学方程式:Zn+Cu(NO3)2===Cu+Zn(NO3)2。
第三步:根据反应程度判断反应后滤液、滤渣的成分及溶液、固体质量的变化。
反应进行的程度
滤渣成分
滤液成分
①锌与Cu(NO3)2反应
Cu
Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Mg(NO3)2
②锌与Cu(NO3)2恰好完全反应
Cu
Zn(NO3)2、Mg(NO3)2
③Cu(NO3)2完全反应,锌有剩余
Zn、Cu
Zn(NO3)2、Mg(NO3)2
溶液质量的变化及其原因:溶液质量增大,因为参加反应的Cu(NO3)2的质量小于生成的Zn(NO3)2质量。
固体质量的变化及其原因:固体质量减小,因为参加反应的Zn的质量大于生成的Cu的质量。
知识点二 一种金属与两种溶质金属盐溶液反应
例如:将锌粉加入一定量的硝酸铜和硝酸银的混合溶液中:
第一步:将题目中涉及的金属,按照金属活动性由强到弱的顺序排列:镁>锌>铜>银,判断哪些反应能发生。
第二步:根据远距离先置换,即金属活动性相差越大(或位置距离越远),
反应优先发生,判断反应发生的先后顺序,写出化学方程式:
先:Zn+Cu(NO3)2===Cu+Zn(NO3)2。
后:Fe+Cu(NO3)2===Cu+Fe(NO3)2。
第三步:根据反应程度判断反应后滤液、滤渣的成分及溶液、固体质量的变化。
反应进行的程度
滤渣成分
滤液成分
①锌与部分AgNO3反应
Ag
Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、AgNO3
②锌与AgNO3恰好完全反应
Ag
Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
③锌与全部AgNO3反应且与部分Cu(NO3)2反应
Ag、Cu
Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、
④锌与AgNO3和Cu(NO3)2恰好完全反应
Ag、Cu
Zn(NO3)2、
⑤AgNO3、Cu(NO3)2完全反应且锌有剩余
Ag、Cu、Zn
Zn(NO3)2、
溶液质量变化:溶液质量可能增大、相等或减小。相等的原因是——Zn与Cu(NO3)2反应使溶液质量增大,Zn与AgNO3反应使溶液质量减小,当增大的质量等于减小的质量时溶液质量相等。
固体质量变化:固体质量可能增大、相等或减小。相等的原因是——Zn与AgNO3反应使固体质量增大,Zn与Cu(NO3)2反应使固体质量减小,当增大的质量等于减小的质量时固体质量相等。
知识点三 两种金属与一种溶质金属盐溶液反应
例如:将硝酸铜和硝酸铝混合溶液加入一定量的锌和铁的混合物中:
第一步:将题目中涉及的金属,按照金属活动性由强到弱的顺序排列:铝>锌>铁>铜,判断哪些反应能发生。
第二步:根据远距离先置换,即金属活动性相差越大(或位置距离越远),反应优先发生,判断反应发生的先后顺序,写出化学方程式:
先:Zn+Cu(NO3)2===Cu+Zn(NO3)2。
后:Fe+Cu(NO3)2===Cu+Fe(NO3)2。
第三步:根据反应程度判断反应后滤液、滤渣的成分及溶液、固体质量的变化。
①Cu(NO3)2与部分Zn反应:滤液成分为Zn(NO3)2、Al(NO3)3、滤渣成分为Cu、Zn、Fe。
②Cu(NO3)2与Zn恰好完全反应:滤液成分为Zn(NO3)2、Al(NO3)3、滤渣成分为Cu、Fe。
③Cu(NO3)2与全部Zn反应且与部分Fe反应:滤液成分为Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2、滤渣成分为
Cu、Fe
。
④Cu(NO3)2与Zn和Fe恰好完全反应:滤液成分为Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2、滤渣成分为Cu。
⑤Cu(NO3)2与Zn和Fe全部反应且Cu(NO3)2有剩余:滤液成分为Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、滤渣成分为Cu。
反应进行的程度
滤渣成分
滤液成分
①Cu(NO3)2与部分Zn反应
Cu、Zn、Fe
Zn(NO3)2、Al(NO3)3
②Cu(NO3)2与Zn恰好完全反应
Cu、Fe
Zn(NO3)2、Al(NO3)3
③Cu(NO3)2与全部Zn反应且与部分Fe反应
Cu、Fe
Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2
④Cu(NO3)2与Zn和Fe恰好完全反应
Cu
Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2
⑤Cu(NO3)2与Zn和Fe全部反应且Cu(NO3)2有剩余
Cu
Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
考点03溶液质量、固体质量变化问题
(1)熟练金属活动性规律,对判断是否反应和化学方程式能够熟练写出;
(2)不管是反应后固体质量的增减还是溶液质量的增减,直接判断的依据还是反应中的金属相对原子质量大小有关系,熟记常考金属的相对原子质量大小,方便判断溶液质量的增减;
(3)常见的金属的相对原子质量:
钾 K 39;钙 Ca 40;钠 Na 23;镁 Mg 24;铝 Al 27;锌 Zn 65;铁 Fe 56;铜 Cu 64;银 Ag 108;
考点04 金属回收实验
题型一 FeSO4和CuSO4的废液,中回收金属铜和硫酸亚铁晶体
1.废液(FeSO4和CuSO4)中加过量铁,与硫酸铜发生反应
原理:反应1. Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,
2. 过滤,滤渣(Cu,Fe),加入过量酸(H2SO4),
原理:Cu与H2SO4,不反应, Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
3. 过滤,滤渣洗涤,干燥,得到纯净的Cu
滤液FeSO4溶液,蒸发浓缩,降温结晶,过滤,得到FeSO4晶体
题型二 氧化铜等中铜的回收
1.样品(氧化铜,杂质)中加入过量酸(H2SO4),氧化铜与酸反应
原理:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
2.过滤,滤液(H2SO4,CuSO4)中加过量铁或锌或镁,,与硫酸铜发生反应
原理:反应1. Fe+CuSO4=Cu+FeSO4, 反应2 Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
3.过滤,滤渣(Cu,Fe),方法1:加入过量酸(H2SO4),
原理:Cu与H2SO4,不反应, Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
方法2:加入过量CuSO4溶液
原理: Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
4. 过滤,滤渣洗涤,干燥,得到纯净的Cu
题型三:含铜废料中铜的回收
1 含铜废料灼烧,Cu转变为CuO
原理 2Cu+O2_2CuO加热
2样品(氧化铜与杂质)中加入过量酸(H2SO4),氧化铜与酸反应
原理:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
3过滤,滤液(H2SO4,CuSO4)中加过量铁或锌或镁,,与硫酸铜发生反应
原理:反应1. Fe+CuSO4=Cu+FeSO4, 反应2 Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
4过滤,滤渣(Cu,Fe),方法1:加入过量酸(H2SO4),
原理:Cu与H2SO4,不反应, Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
方法2:加入过量CuSO4溶液
原理: Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
5过滤,滤渣洗涤,干燥,得到纯净的Cu
考点05 运用质量守恒定律测定混合样品中某金属含量
解题思路 :
1找方程式,
2. 找关系式
3.灵活运用碳,钙,铜或铁质量守恒定律
考点06典型的金属图像题
1.足量酸与等质量金属反应
(1)产生氢气的质量由金属的质量决定,金属在生成盐中的化合价/金属的相对原子质量的值越大,最终产生的氢气的质量越大,图像的拐点越高
(2)曲线的倾斜程度越大,反应速率越快,金属活动性越强
2.足量金属与等质量酸反应
(1)等质量、等浓度的酸与足量金属反应,产生氢气的质量由酸的质量决定,最终产生氢气的质量相等
(2)曲线的倾斜程度越大,反应速率越快,金属活动性越强
3.分别向等质量的金属中逐渐加入质量分数相同的酸至过量
(1)开始反应时金属过量,酸完全反应,产生
氢气的质量由酸决定,故产生氢气的质量相等
(2)随着酸的不断增加,酸过量,金属完全反
应后,氢气的质量不再改变,产生氢气的质量
由金属决定,金属在生成盐中的化合价/金属的相对原子质量的值越大,最终产生氢气的质量越大
(3)该图不能说明金属的活动性顺序
易混易错
(1)酸过量时,最终产生氢气的质量由金属的质量及化合价决定。
(2)金属过量时,最终产生氢气的质量由酸的质量决定。
考向01 金属活动性规律
1.(2023·上海中考) 下列实验过程中,溶液颜色改变的是
A. 铜片插入硝酸银溶液 B. 银片插入硫酸锌溶液
C. 酚酞试液滴入稀盐酸 D. 稀硫酸滴入氢氧化钠溶液
2.(不定向)(2024·上海青浦·二模)为验证铁、铜、银的金属活动性强弱,某实验小组设计如下实验,下列说法错误的是
A.通过实验①②,能验证金属活动性:Fe>Cu>Ag
B.通过实验①④,能验证三种金属中Fe的活动性最强
C.通过实验②③,能验证三种金属中Ag的活动性最弱
D.若试管⑤中X为Cu,Y溶液为稀硫酸,通过实验②③⑤能验证金属活动:Fe>Cu>Ag
3.(2023·上海杨浦·统考二模)A、B、C、D四种金属相互转化关系如图所示,其中金属活动性最弱的是
A.A B.B C.C D.D
考向02金属和溶液混合判断滤渣和滤液问题
1.(不定向)(2024·上海松江·二模)将铜棒插入AgNO3 溶液中(如图),溶液变蓝后取出铜棒,再向烧杯内加入锌粉,充分反应后,溶液蓝色消失。结论正确的是:
A.最终烧杯内溶液中可能有 AgNO3 B.最终烧杯内溶液中一定有 硝酸锌
C.最终烧杯内可能有金属铜 D.该实验能证明锌,铜和银金属活动性顺序
2.(2024·上海奉贤·二模)在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量铁粉,充分反应后过滤,滤液仍为蓝色。有关判断正确的是
A.滤渣中一定有银,没有铜和铁
B.滤渣中一定有银和铜,可能有铁
C.滤液中一定有硝酸亚铁、硝酸铜、硝酸银
D.滤液中一定有硝酸亚铁、硝酸铜,可能有硝酸银
3.(2024·四川广元·中考真题)向一定量CuCl2、FeCl2的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法正确的是
A.若滤渣中只有一种金属,则滤液中溶质一定有三种
B.若滤渣中有两种金属,则滤液中溶质一定有两种
C.若滤液中只有一种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸一定有气泡产生
D.若滤液中有两种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸不可能有气泡产生
考向03溶液质量、固体质量变化问题
1(2024·上海杨浦·二模)烧杯中盛有锌粉和铁粉的混合物mg,向其中逐渐加入一定浓度的稀盐酸,测得剩余固体的质量与加入稀盐酸体积的关系如图所示。下列有关结论错误的是
A.加入V1mL稀盐酸时,剩余固体中不含锌
B.加入V2mL稀盐酸时,溶液中有2种溶质
C.反应中由铁粉产生的氢气质量为
D.整个过程中产生氢气的质量一定小于g
2.(2023·上海浦东新区·统考二模)Y型管的左侧分别装有等质量的铁粉和铝粉,右侧分别装有等质量等浓度的稀硫酸。同时倾斜两支Y型管,使稀硫酸同时全部流入左侧与金属反应。实验结束后观察到注射器活塞停留的刻度相同。有关说法正确的是
A.反应过程中甲管活塞向上推动较快
B.乙管产生氢气多,所以铝比铁活泼
C.反应结束后,硫酸没有剩余,铁粉一定有剩余
D.反应结束后,铝粉有剩余,铁粉可能没有剩余
3.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)将一定质量的铁粉放入硝酸锌和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是
A.若滤液呈浅绿色,则滤液中只含有硝酸亚铁
B.若滤渣中的成分能被磁铁吸引,则滤渣中一定含有两种金属
C.若向滤液中加入锌片,有固体析出,则滤液中一定含有硝酸银
D.将所得滤渣洗涤、干燥后称量,质量可能与所加铁粉的质量相等
考向04 金属回收实验
1(2024·上海金山·二模)对金属材料的研究,在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。某研究小组对合成铜银元素新型复合材料的剩余溶液进行探究。已知该剩余溶液是含Cu(NO3)2、AgNO3、X(NO3)2的硝酸盐混合溶液,流程如下(X表示一种金属元素):
(1)写出加入过量铁时发生反应的化学方程式: (书写一个即可)。
(2)气体M的化学式为 。
(3)比较金属Fe、Cu、Ag、X的活动性,金属活动性最强的是 。
(4)滤液D中所含溶质的成分中一定含______(填选项)。
A.Cu(NO3)2 B.AgNO3 C.X(NO3)2 D.Fe(NO3)2
(5)将上述滤渣洗涤烘干后,可能得到纯净物的是滤渣 (填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)。若想通过其他滤渣得到更多的该纯净物,请写出具体的实验步骤 。
2.(2023·上海崇明·统考二模 节选).化学实验是科学探究的主要手段。
(1)实验室废液桶中收集了含有较多FeSO4、CuSO4的废水,为防止废水造成污染和浪费。设计了回收硫酸亚铁晶体铜的实验方案。
I.实验过程中多次采用过滤,过滤中玻璃棒的作用是___________。
II.废水中加入过量的铁粉后,反应的化学方程式为___________。
III.理论上要得到较多量的铜,溶液X是___________。
3.(2023·上海嘉定·统考二模)含铜元素的物质间发生转化:CuOCuSO4Cu(OH)2 CuCl2Cu,下列说法中正确的是
A.转化①中铜元素化合价发生改变 B.转化②的现象是产生蓝色沉淀
C.转化③可通过加NaC1溶液实现 D.转化④如果加入Zn,则溶液质量减小
考向05 运用质量守恒定律测定混合样品中某金属含量
1.(2024·上海徐汇·二模)某同学发现厨房锡纸的产品名称为“铝箔卷锡纸”,为了鉴别其成分是铝还是锡,查阅资料后,设计了两种实验方案。
(1)查阅资料,锡与盐酸反应的化学方程式为Sn+2HCl=SnCl2+H2↑,SnCl2中锡元素的化合价为 。铝也能与盐酸反应,写出该反应的化学方程式 。
(2)实验方案一:将一片打磨过的“铝箔卷锡纸”放入试管中,再滴入硫酸铜溶液,一段时间后观察到有红色固体生成,通过该实验能否实现鉴别?为什么? 。
(3)实验方案二:称量10.8g打磨过的“铝箔卷锡纸”放在锥形瓶中,如图所示连接装置,称量得到整套装置的质量为712.4g。向锥形瓶中加入稀盐酸至金属完全溶解,再次称量整套装置的质量为711.2g。
①上述实验中生成氢气的物质的量为 mol。"
②装置中生石灰的作用是 。
③根据上述实验数据,结合简要的计算,分析“铝箔卷锡纸”的成分 。
2.(2024·上海虹口·二模)铁是人们最熟悉的金属之一,某同学在实验室进行了与铁有关的实验。
【实验一】比较铁、铜的金属活动性,如图一所示。
(1)实验中的现象是 ,该现象说明铁的金属活动性比铜 (选填“强”或“弱”)。
【实验二】用三枚洁净的铁钉探究铁生锈的条件,如图二所示。
(2)A、B试管对比,可以证明铁生锈与 有关。
(3)用稀盐酸可以除去铁锈,反应的化学方程式是 。
【实验三】以氧化铁为原料制备铁,如图三所示。
(4)一氧化碳能与氧化铁反应生成铁,体现的一氧化碳的性质是 (选填编号)。
a.可燃性 b.还原性 c.毒性 d.吸附性
(5)该装置中缺少的仪器是 (填仪器名称);装置E中观察到的现象是 。
3.(2023·上海闵行·统考二模)某生铁粉末中含铁粉、碳粉和氧化铁。为测定所含碳粉的质量,化学小组取ag该样品,分别设计了如下实验方案,并对方案进行实验与分析,从而获取相关数据。
【方案甲】
(1)加入过量稀硫酸发生置换反应的化学方程式是_______。
(2)操作I用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_______。
(3)所得固体表面会残留少量溶液,在操作Ⅱ中需用蒸馏水多次洗涤并烘干,证明已洗涤干净的方法是_______。
【方案乙】装置如下图(夹持仪器省略,空气中CO2和H2O对实验的影响忽略不计)。
(4)该方案通过称量反应前后装置B的质量变化获得碳粉的质量,为达成实验目的,实验过程中C中观察到的现象是_______。
(5)将反应后装置B中的物质全部加入足量水中搅拌、过滤:经检验滤渣的成分是碳酸钙,则滤液中一定含有的溶质是_______。
【反思】
(6)最终所得碳粉的质量:甲方案为m1g,乙方案为m2g,且m1>m2.请结合实验分析造成此差异的可能原因是_______。
考向06典型的金属图像题
1.(2024·上海杨浦·二模)烧杯中盛有锌粉和铁粉的混合物mg,向其中逐渐加入一定浓度的稀盐酸,测得剩余固体的质量与加入稀盐酸体积的关系如图所示。下列有关结论错误的是
A.加入V1mL稀盐酸时,剩余固体中不含锌
B.加入V2mL稀盐酸时,溶液中有2种溶质
C.反应中由铁粉产生的氢气质量为
D.整个过程中产生氢气的质量一定小于g
2.(2024·四川德阳·中考真题)室温时,利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是
A.根据压强变化推测两个反应都有热量放出
B.曲线①的压强上升比曲线②高,说明①产生H2总量更多
C.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
D.反应结束后Zn一定有剩余
3.(2024·四川德阳·中考真题)室温时,利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是
A.根据压强变化推测两个反应都有热量放出
B.曲线①的压强上升比曲线②高,说明①产生H2总量更多
C.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
D.反应结束后Zn一定有剩余
1. (2023·上海金山·统考二模)为验证Fe、Cu和Ag三种金属的活动性顺序,下列实验方案能达到实验目的的是
A.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中 B.将Fe、Ag分别加入CuSO4溶液中
C.将Fe、Cu和Ag分别加入稀盐酸中 D.将Fe分别放入CuSO4、AgNO3溶液中
2. (2023·上海徐汇·统考二模)
将粉末状的金属M加入一定量的AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液,加入金属M的质量与充分反应后剩余金属种类的关系如图所示,下列说法正确的是
A.金属活动性:Cu>M>Ag
B.加入ag金属M,充分反应后剩余的金属是Cu
C.加入bg金属M,充分反应后溶液中含有Cu(NO3)2
D.加入cg金属M,充分反应后溶液中含有2种溶质
3. (不定向)(2024·上海奉贤·二模)在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量铁粉,充分反应后过滤,滤液仍为蓝色。有关判断正确的是
A.滤渣中一定有银,没有铜和铁
B.滤渣中一定有银和铜,可能有铁
C.滤液中一定有硝酸亚铁、硝酸铜、硝酸银
D.滤液中一定有硝酸亚铁、硝酸铜,可能有硝酸银
4(2023·上海宝山·统考二模)向一定量含有等物质的量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中,分多次加入金属X粉末(化合物中X价),测得反应后所得固体质量与加入的X质量关系如图所示。下列说法正确的是
A.X可能为活动性大于银的金属
B.金属活动性顺序为:X>Cu>Ag
C.金属活动性顺序为:Cu>X>Ag
D.p点对应的溶液中,溶质成分为X(NO3)2
5.(2022·上海浦东新·统考二模)将一定量锌和金属R的混合粉末加入一定量的氯化铜溶液中,溶液质量的变化情况如右图所示。反应结束后过滤,下列说法正确的是
A.金属活动性:R>Zn>Cu
B.滤液中一定有ZnCl2和金属R的盐,可能有CuCl2
C.滤渣中一定有Cu,可能有Zn和R
D.若向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,则滤渣中一定有Zn
6.(2023·四川广元·中考真题)某学习小组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。他们得出的结论中不正确的是
A.M中一定不含铁单质 B.滤液中可能含有两种金属离子
C.滤液中一定含有ZnSO4 D.滤渣中至少含有两种金属单质
7.(2022徐汇二模 不定向) 镁与稀硫酸反应时会放出大量热,将一段表面有氧化镁层的镁带与过量稀硫酸在密闭容器中混合,用压强传感器测得容器内压强和反应时间的变化曲线如下图所示,下列分析正确的是
A. AB段主要发生的反应是
B. 气体温度升高是造成BC段压强增大的唯一原因
C. 90秒时镁带恰好完全溶解
D. C点、D点、E点时反应生成气体的质量相同
8.(2024·重庆大渡口·一模)某同学将铁粉和铜粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断中错误的是
A.滤渣中一定含有铜 B.滤液中一定含有
C.向滤渣中加稀盐酸,没有气泡产生 D.所得滤液质量一定比原溶液质量小
9.(2024·山东济南·二模)(不定项)向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入锌粉和铁粉的混合物a克,充分反应后过滤,得到一定温度下的滤液(不饱和)和滤渣。向滤渣中滴加稀盐酸,无明显现象。下列有关说法中,正确的是
A.滤渣中一定只含有单质铜
B.滤液中至少含有三种金属阳离子
C.滤渣的质量一定小于a克
D.滤液一定是无色的
10.(2024·山东枣庄·三模)向AgNO3和Cu(NO3)2的混合液中加入一定量的Fe、Cu的混合粉末,充分反应后过滤、洗涤,得到滤液和滤渣。下列说法正确的是
A.滤渣中一定有Cu、Ag
B.当滤液为蓝色时,滤渣中一定有Cu、Ag,一定没有Fe
C.向滤渣中加入盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag
D.向滤液中加入KCl溶液,无明显现象,则滤液中一定有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2,滤渣中可能有Fe、Cu
11.(2024·辽宁丹东·一模)向含有、的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。关于滤渣和滤液的成分有如下描述:
①滤液中一定含有
②滤渣中一定含有Ag,可能含有Cu和Zn
③若滤液呈蓝色,则向滤渣中滴加稀盐酸无明显现象
④若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定没有和,
以上四种描述中正确的是
A.①②③ B.②③④ C.②④ D.①②③④
12.(2024·黑龙江·中考真题)金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。
(1)高炉炼铁的过程中,石灰石的作用是 。
(2)探究Mg、Fe、Cu的金属活动性顺序,下列试剂的选择方案正确的是 。
A.Mg、Cu、溶液 B.Fe、溶液、溶液
C.Mg、Fe、Cu、稀盐酸 D.Cu、溶液、溶液
(3)向溶液中加入Mg、Zn、Ag三种金属,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣。一定发生反应的化学方程式为 。向滤渣中加入一定量的稀盐酸,有气泡产生,滤渣中一定有 (填化学式,下同),滤液中可能含有的溶质是 。
13(2022·上海静安·统考二模)铜片生锈后表面会附着一层绿色物质,成分是铜绿[化学式为Cu2(OH)2CO3]。
①铜绿在加热条件下分解为氧化铜、水和二氧化碳。反应的化学方程式是________________________,该反应的基本反应类型是________________,用图1装置验证反应产物,反应中甲处的现象是________________________________________。
②铜绿能与稀硫酸反应产生硫酸铜、水和二氧化碳。可以用两种不同方法从久置的铜片中回收铜(图 2)。
步骤a发生反应的化学方程式是________________________。固体B是________(填化学式),步骤c加入过量铁粉发生反应的化学方程式是________________________,步骤b加入适量稀硫酸的目的是 ________________________。如同一久置铜片分别通过方法一和方法二得到铜,得到铜的质量:
方法一________(选填“大于”“等于”或“小于”)方法二。
14电缆生产过程中产生了一定量的含铜废料。化学兴趣小组利用稀硫酸和铁粉分离回收铜,并获得硫酸亚铁晶体。先将含铜废料粉碎,再按如下设计方案处理:
查阅资料得知:(1)在通入空气并加热的条件下,铜可与稀硫酸反应转化为硫酸铜。反应的化学方程式:2Cu +2H2SO4 +O22CuSO4 +2H2O。(2)硫酸亚铁晶体的溶解度随着温度升高而增大(在一定温度范围内)。
① 写出铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式 (12) ;
② 蓝色溶液A中溶质的成分是 (13) (填化学式);
③ 该方案中应该加入略过量的铁粉,过量的目的是 (14) ;从固体C中获得纯净的铜,操作(Ⅱ)的具体处理方法是 (15) ;
④ 浅绿色溶液B经一系列操作[操作(Ⅰ)]可得硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O),该系列操作的顺序
为 (16) (用编号a、b、c表示)→洗涤干燥。
a. 冷却结晶 b.过滤 c.加热浓缩
15.(2024·山东临沂·一模)(不定向)从春秋战国时期开始,我国就开始大量生产和使用铁器。
如图所示,先将一定量的铁粉加入硝酸银溶液中,充分反应后,再加入一定量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是_______(填字母)。
A.滤液中一定含有硝酸镁
B.滤渣中可能含有银
C.若滤液呈浅绿色,则向滤渣中加入稀盐酸,不会有气泡产生
D.烧杯②中溶液的质量一定小于烧杯①中溶液的质量
16(2023·上海杨浦区·统考二模)为了达到收旧、利废、节能减排的目的,从含有金属镁、铁、铜的粉末中,分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属,实验过程如下:
请回答:
(1)操作①中被磁铁吸引的金属A是_____;写出步骤②所涉及的化学反应方程式_____。
(2)操作a的过程中需要使用玻璃棒,其作用是______。
(3)判断步骤②是否适量的做法是:_______。若没有稀硫酸,还可以加入适量的_______溶液。
(4)若改用其他方法,需达到相同的回收效果,下列实验试剂组合可行的是________。
A.FeSO4溶液、磁铁 B.稀硫酸、镁
C.CuSO4溶液、稀硫酸 D.稀硫酸、铁
17(2023·上海徐汇区·统考二模)暖贴可以在冬日里给人们带来温暖。化学社团同学将5.6g铁粉、4.2g活性炭和0.2g氯化钠混合自制了暖贴中的黑色药剂。
(1)上述黑色药剂放置到完全冷却后测得其中含有ag氧化铁、bg氢氧化铁、4.2g活性炭和0.2g氯化钠。推测该药剂在放热的过程中发生了__________(选填“物理”或“化学”)变化。
(2)社团同学以上述失效的暖贴药剂为原料制取氧化铁,根据设计实验流程如下所示(各步反应均完全,忽略物质的损耗)。
①向失效暖贴药剂中加入过量盐酸,充分搅拌后过滤,分离出的滤渣为_________。
②向上述滤液中滴加少量氢氧化钠溶液并搅拌,没有红褐色沉淀生成,原因是滤液中含有_________。继续加入足量的氢氧化钠溶液,有大量红褐色沉淀析出,写出生成沉淀的反应的化学方程式_____________。
③过滤出红褐色沉淀,用蒸馏水洗涤沉淀3次。取最后一次的洗涤液于试管中,滴加过量稀硝酸,再滴加__________,若观察到__________,则沉淀已经洗涤干净。
④该实验中获得氧化铁的质量为mg,请比较m与a、(a+b)的大小,并说明理由__________。
18(2023·上海虹口区·统考二模) 为研究稀硫酸的化学性质, 某小组如右图所示进行实验, 充分反应后, 只有试管甲中无固体剩余。
①实验涉及的三种固体中,属于氧化物的是_________;
②可证明铁的金属活动性比铜强的实验是_______ (选填试管编号) 。
③甲中发生反应的化学方程式是____________________。
④实验结束后,将三支试管中的剩余物倒入废液缸中, 充分混合后过滤,取 少量滤渣,向其中滴加稀硫酸,有气泡产生。则过滤后得到的滤渣的成分是 _________ ,滤液中的溶质是________。
19(2023·上海长宁区区·统考二模)设计实验验证铁、铜的金属活动性顺序。
①将铁片放入硫酸铜溶液中,一段时间后,铁片表面出现 ,请书写化学方程式 ,该反应属于 反应(填化学基本反应类型)。
②实验结束后,收集得到含硫酸铜、硫酸亚铁的废液。为回收废液中的铜,设计如下实验。
步骤Ⅲ的作用是 ,步骤Ⅳ中操作的名称是 ,最终能得到 mol的铜。
20.(2024·上海松江·二模)铜是人类最早使用的金属之一,我国商代就有了璀璨的青铜文明。
(1)古代工匠以孔雀石 和木炭为原料进行火法炼铜。加热时,孔雀石可分解生成氧化铜和水、二氧化碳。配平反应的化学方程式为: CuO+ H2O+ CO2↑;
(2)木炭和生成的氧化铜反应炼出铜,写出反应的化学方程式 ,反应中碳和氧化铜物质的量之比为 。古籍《采铜炼铜记》记载,“……用碳八九千斤,不过得铜五六百斤”,发现消耗掉碳物质的量大于氧化铜物质的量,写出可能的原因: 。(用化学方程式表示)
21.(2024·上海普陀·二模)金属材料在日常生活、工业上有广泛应用。
(1)铁是生活中应用最多的金属。铁易生锈,形成Fe2O3,Fe2O3属于 (选填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”),Fe2O3可用盐酸除去,写出反应的化学方程式 。
(2)铝具有良好的延展性。“延展性”属于 (选填“物理性质”或“化学性质”)。冶炼铝时,先将冰晶石高温熔化,再将Al2O3加入,待Al2O3溶解后进行电解,该过程冰晶石可以看作 (选填“溶质”或“溶剂”)。
(3)孔雀石(主要含Cu2(OH)2CO3)可以冶炼铜。孔雀石中元素含量最高的是 ;将1 mol Cu2(OH)2CO3中的铜完全冶炼出来,可以得到单质铜 mol。
(4)人类有规模使用金属单质的顺序是铜、铁、铝,请分析上述顺序的原因是 (写出一条)。
22.(2024上海二模)化学实验是学习化学的重要活动。
活动一:研究气体的制取和性质
(1)用装置制A制取O2的化学反应方程式为 ,制取3.2g氧气需要过氧化氢的物质的量为 mol。
(2)装置B和C具有“随开随用,随关随停”的优点,该装置对反应物中固体药品的要求是 ;B和C中处于暂停产生气体状态的是 (选填“B”或“C”)。若选择D装置收集二氧化碳,气体应从 (填“a”或“b”)口进入。
(3)向装置E中的广口瓶中加入适量稀盐酸,关闭活塞振荡,观察到产生大量气泡,碳酸钙粉末全部溶解,气球变大。然后再将足量的氢氧化钠溶液加入广口瓶中,关闭活塞振荡,观察到的现象是 。
活动二:研究金属的活动性和回收金属
小组设计下图1实验来验证铁、铜、银的金属活动性顺序,并在实验后按照下图2所示流程从试管B的溶液中回收铜和银。
(4)试管B中发生的反应方程式为 。
(5)图1中的方案,能否达到实验目的?请说明理由,若不能达到实验目的,请完善实验方案。
(6)分析图2的处理流程:滤液里一定含有的溶质是 ,加入铁粉的质量 (选填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)所得滤渣的质量。
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热点题型06 金属回收题
目录
1.命题趋势解读:明考情、知方向
2.热点考点诠释:知热点、掌技巧、攻薄弱
考点01 金属活动性规律
考点02金属和溶液混合判断滤渣和滤液问题
考点03溶液质量、固体质量变化问题
考点04 金属回收实验
考点05 运用质量守恒定律测定混合样品中某金属含量
考点06典型的金属图像题
4.限时检测训练:热点通关、争分培优
三年考情分析
2025考向预测
2022 选择题形式考察
2023 简答题形式考察
2024 选择题形式考察
金属与盐溶液反应后滤液、滤渣考查常结合废旧金属回收利用、实验室废液回收利用、金属活动性顺序的探究等;常以选择题、流程题、科学探究题的形式出现。
考点01 金属活动性规律
一.金属活动顺序
最常见的金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性依次减弱
【注意】
(1) 金属活动性顺序可采用“五元素一句”的方法记忆,即“钾钙钠镁铝,锌铁锡铅氢,铜汞银铂金”。
(2) 氢元素作为活泼金属与不活泼金属的分界线,排在氢前面的金属能够置换出非氧化性酸(稀盐酸、稀硫酸)中的氢
(3)在金属活动性顺序里,排在前面的金属(K、Ca、Na除外)能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来
注意点
(1)运用1时,酸一般指的是稀盐酸或稀硫酸,当金属与浓硫酸或硝酸反应时,不产生H2。
(2)K、Ca、Na不能置换出盐溶液里的金属,因为这些金属常温下和水发生反应
如:把Na放入CuSO4溶液中:
2Na + 2H2O2NaOH + H2↑
2NaOH + CuSO4Cu(OH)2↓+ Na2SO4
(3) 盐溶液必须可溶。如:铁与氯化银不反应。
(4)Fe 发生置换反应后,产物中铁的化合价呈+2价
(5)一种较活泼的金属投入多种较不活泼金属的盐的混合溶液,最不活泼的金属优先被置换出来
02金属和溶液混合判断滤渣和滤液问题
思路与方法
1.置换原则
“远距离先置换”的原则:在金属活动性顺序中两种金属距离越远越先反应。
(1)一种金属和多种盐的混合溶液反应,金属先和活动性最弱的金属的盐溶液反应;
(2)多种金属与一种盐溶液反应,最活泼的金属先和盐溶液反应。
2.挖掘题目隐含的信息
(1)无论哪种情况,滤渣中一定含有活动性最弱金属,滤液中一定含有活动性最强的金属的盐溶液。
(2)根据滤渣和滤液的颜色做出一些初步判断
若滤液呈蓝色则含有铜离子,同时滤渣中一定没有铜前面的金属;
若滤液呈浅绿色则含有亚铁离子,同时滤渣中一定没有铁前面的金属;
若滤渣中有红色固体则含有铜,同时滤液中一定没有铜后面的金属。
(4)向滤渣中加盐酸产生气泡,则滤渣含有氢前金属;向滤液加盐酸有沉淀,则滤液含有硝酸银。
知识点一 一种金属与一种溶质金属盐溶液反应
例如:将锌粉加入一定量的硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中:
第一步:将题目中涉及的金属,按照金属活动性由强到弱的顺序排列:镁>锌>铜,判断哪些反应能发生。
第二步:写出发生反应的化学方程式:Zn+Cu(NO3)2===Cu+Zn(NO3)2。
第三步:根据反应程度判断反应后滤液、滤渣的成分及溶液、固体质量的变化。
反应进行的程度
滤渣成分
滤液成分
①锌与Cu(NO3)2反应
Cu
Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Mg(NO3)2
②锌与Cu(NO3)2恰好完全反应
Cu
Zn(NO3)2、Mg(NO3)2
③Cu(NO3)2完全反应,锌有剩余
Zn、Cu
Zn(NO3)2、Mg(NO3)2
溶液质量的变化及其原因:溶液质量增大,因为参加反应的Cu(NO3)2的质量小于生成的Zn(NO3)2质量。
固体质量的变化及其原因:固体质量减小,因为参加反应的Zn的质量大于生成的Cu的质量。
知识点二 一种金属与两种溶质金属盐溶液反应
例如:将锌粉加入一定量的硝酸铜和硝酸银的混合溶液中:
第一步:将题目中涉及的金属,按照金属活动性由强到弱的顺序排列:镁>锌>铜>银,判断哪些反应能发生。
第二步:根据远距离先置换,即金属活动性相差越大(或位置距离越远),
反应优先发生,判断反应发生的先后顺序,写出化学方程式:
先:Zn+Cu(NO3)2===Cu+Zn(NO3)2。
后:Fe+Cu(NO3)2===Cu+Fe(NO3)2。
第三步:根据反应程度判断反应后滤液、滤渣的成分及溶液、固体质量的变化。
反应进行的程度
滤渣成分
滤液成分
①锌与部分AgNO3反应
Ag
Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、AgNO3
②锌与AgNO3恰好完全反应
Ag
Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
③锌与全部AgNO3反应且与部分Cu(NO3)2反应
Ag、Cu
Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、
④锌与AgNO3和Cu(NO3)2恰好完全反应
Ag、Cu
Zn(NO3)2、
⑤AgNO3、Cu(NO3)2完全反应且锌有剩余
Ag、Cu、Zn
Zn(NO3)2、
溶液质量变化:溶液质量可能增大、相等或减小。相等的原因是——Zn与Cu(NO3)2反应使溶液质量增大,Zn与AgNO3反应使溶液质量减小,当增大的质量等于减小的质量时溶液质量相等。
固体质量变化:固体质量可能增大、相等或减小。相等的原因是——Zn与AgNO3反应使固体质量增大,Zn与Cu(NO3)2反应使固体质量减小,当增大的质量等于减小的质量时固体质量相等。
知识点三 两种金属与一种溶质金属盐溶液反应
例如:将硝酸铜和硝酸铝混合溶液加入一定量的锌和铁的混合物中:
第一步:将题目中涉及的金属,按照金属活动性由强到弱的顺序排列:铝>锌>铁>铜,判断哪些反应能发生。
第二步:根据远距离先置换,即金属活动性相差越大(或位置距离越远),反应优先发生,判断反应发生的先后顺序,写出化学方程式:
先:Zn+Cu(NO3)2===Cu+Zn(NO3)2。
后:Fe+Cu(NO3)2===Cu+Fe(NO3)2。
第三步:根据反应程度判断反应后滤液、滤渣的成分及溶液、固体质量的变化。
①Cu(NO3)2与部分Zn反应:滤液成分为Zn(NO3)2、Al(NO3)3、滤渣成分为Cu、Zn、Fe。
②Cu(NO3)2与Zn恰好完全反应:滤液成分为Zn(NO3)2、Al(NO3)3、滤渣成分为Cu、Fe。
③Cu(NO3)2与全部Zn反应且与部分Fe反应:滤液成分为Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2、滤渣成分为
Cu、Fe
。
④Cu(NO3)2与Zn和Fe恰好完全反应:滤液成分为Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2、滤渣成分为Cu。
⑤Cu(NO3)2与Zn和Fe全部反应且Cu(NO3)2有剩余:滤液成分为Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、滤渣成分为Cu。
反应进行的程度
滤渣成分
滤液成分
①Cu(NO3)2与部分Zn反应
Cu、Zn、Fe
Zn(NO3)2、Al(NO3)3
②Cu(NO3)2与Zn恰好完全反应
Cu、Fe
Zn(NO3)2、Al(NO3)3
③Cu(NO3)2与全部Zn反应且与部分Fe反应
Cu、Fe
Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2
④Cu(NO3)2与Zn和Fe恰好完全反应
Cu
Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2
⑤Cu(NO3)2与Zn和Fe全部反应且Cu(NO3)2有剩余
Cu
Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
考点03溶液质量、固体质量变化问题
(1)熟练金属活动性规律,对判断是否反应和化学方程式能够熟练写出;
(2)不管是反应后固体质量的增减还是溶液质量的增减,直接判断的依据还是反应中的金属相对原子质量大小有关系,熟记常考金属的相对原子质量大小,方便判断溶液质量的增减;
(3)常见的金属的相对原子质量:
钾 K 39;钙 Ca 40;钠 Na 23;镁 Mg 24;铝 Al 27;锌 Zn 65;铁 Fe 56;铜 Cu 64;银 Ag 108;
考点04 金属回收实验
题型一 FeSO4和CuSO4的废液,中回收金属铜和硫酸亚铁晶体
1.废液(FeSO4和CuSO4)中加过量铁,与硫酸铜发生反应
原理:反应1. Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,
2. 过滤,滤渣(Cu,Fe),加入过量酸(H2SO4),
原理:Cu与H2SO4,不反应, Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
3. 过滤,滤渣洗涤,干燥,得到纯净的Cu
滤液FeSO4溶液,蒸发浓缩,降温结晶,过滤,得到FeSO4晶体
题型二 氧化铜等中铜的回收
1.样品(氧化铜,杂质)中加入过量酸(H2SO4),氧化铜与酸反应
原理:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
2.过滤,滤液(H2SO4,CuSO4)中加过量铁或锌或镁,,与硫酸铜发生反应
原理:反应1. Fe+CuSO4=Cu+FeSO4, 反应2 Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
3.过滤,滤渣(Cu,Fe),方法1:加入过量酸(H2SO4),
原理:Cu与H2SO4,不反应, Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
方法2:加入过量CuSO4溶液
原理: Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
4. 过滤,滤渣洗涤,干燥,得到纯净的Cu
题型三:含铜废料中铜的回收
1 含铜废料灼烧,Cu转变为CuO
原理 2Cu+O2_2CuO加热
2样品(氧化铜与杂质)中加入过量酸(H2SO4),氧化铜与酸反应
原理:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
3过滤,滤液(H2SO4,CuSO4)中加过量铁或锌或镁,,与硫酸铜发生反应
原理:反应1. Fe+CuSO4=Cu+FeSO4, 反应2 Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
4过滤,滤渣(Cu,Fe),方法1:加入过量酸(H2SO4),
原理:Cu与H2SO4,不反应, Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
方法2:加入过量CuSO4溶液
原理: Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
5过滤,滤渣洗涤,干燥,得到纯净的Cu
考点05 运用质量守恒定律测定混合样品中某金属含量
解题思路 :
1找方程式,
2. 找关系式
3.灵活运用碳,钙,铜或铁质量守恒定律
考点06典型的金属图像题
1.足量酸与等质量金属反应
(1)产生氢气的质量由金属的质量决定,金属在生成盐中的化合价/金属的相对原子质量的值越大,最终产生的氢气的质量越大,图像的拐点越高
(2)曲线的倾斜程度越大,反应速率越快,金属活动性越强
2.足量金属与等质量酸反应
(1)等质量、等浓度的酸与足量金属反应,产生氢气的质量由酸的质量决定,最终产生氢气的质量相等
(2)曲线的倾斜程度越大,反应速率越快,金属活动性越强
3.分别向等质量的金属中逐渐加入质量分数相同的酸至过量
(1)开始反应时金属过量,酸完全反应,产生
氢气的质量由酸决定,故产生氢气的质量相等
(2)随着酸的不断增加,酸过量,金属完全反
应后,氢气的质量不再改变,产生氢气的质量
由金属决定,金属在生成盐中的化合价/金属的相对原子质量的值越大,最终产生氢气的质量越大
(3)该图不能说明金属的活动性顺序
易混易错
(1)酸过量时,最终产生氢气的质量由金属的质量及化合价决定。
(2)金属过量时,最终产生氢气的质量由酸的质量决定。
考向01 金属活动性规律
1.(2023·上海中考) 下列实验过程中,溶液颜色改变的是
A. 铜片插入硝酸银溶液 B. 银片插入硫酸锌溶液
C. 酚酞试液滴入稀盐酸 D. 稀硫酸滴入氢氧化钠溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.铜片插入硝酸银溶液中,由于铜活动性比银强,铜能把银从硝酸银溶液中置换出来,生成硝酸铜,硝酸铜溶液呈蓝色,该实验中观察到的现象是:铜片表面覆盖银白色固体,溶液由无色变成蓝色;故选项说法符合题意;
B.银片插入硫酸锌溶液,由于银的活动性没有锌活泼,两者不能发生反应,观察不到现象,故选项说法不符合题意;
C.稀盐酸显酸性,不能使酚酞试液变色,故选项说法不符合题意;
D.稀硫酸滴入氢氧化钠溶液,稀硫酸和氢氧化钠溶液都是无色的,两种能反应生成硫酸钠和水,反应后的溶液仍然是无色的,则观察不到明显现象,故选项说法不符合题意;
故选:A。
2.(不定向)(2024·上海青浦·二模)为验证铁、铜、银的金属活动性强弱,某实验小组设计如下实验,下列说法错误的是
A.通过实验①②,能验证金属活动性:Fe>Cu>Ag
B.通过实验①④,能验证三种金属中Fe的活动性最强
C.通过实验②③,能验证三种金属中Ag的活动性最弱
D.若试管⑤中X为Cu,Y溶液为稀硫酸,通过实验②③⑤能验证金属活动:Fe>Cu>Ag
【答案】BC
【详解】A、①中铁能和硫酸铜反应,说明铁比铜活泼;②中铜能和硝酸银反应,说明铜比银活泼,对比实验①②,能验证金属活动性:Fe>Cu>Ag,该选项说法正确。
B、①能说明铁比铜活泼,④中银不能和硫酸反应,只能说明银位于氢后面,不能验证铁的活动性最强,该选项说法错误;
C、②能说明铜比银活泼,③中铁能和硫酸反应,不能说明银的活动性最弱,该选项说法错误;
D、若试管⑤中X为Cu,Y溶液为稀硫酸,铜不能和硫酸反应,而③中铁能和硫酸反应,对比可知铁比铜活泼,②能证明铜比银活泼,则能验证金属活动:Fe>Cu>Ag,该选项说法正确。
故选BC。
3.(2023·上海杨浦·统考二模)A、B、C、D四种金属相互转化关系如图所示,其中金属活动性最弱的是
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】从图中信息可知A、B、D三种金属都可以置换出金属C来,可知在A、B、C、D四种金属中活动性最弱的是C。故选C。
考向02金属和溶液混合判断滤渣和滤液问题
1.(不定向)(2024·上海松江·二模)将铜棒插入AgNO3 溶液中(如图),溶液变蓝后取出铜棒,再向烧杯内加入锌粉,充分反应后,溶液蓝色消失。结论正确的是:
A.最终烧杯内溶液中可能有 AgNO3 B.最终烧杯内溶液中一定有 硝酸锌
C.最终烧杯内可能有金属铜 D.该实验能证明锌,铜和银金属活动性顺序
【答案】BD
【分析】将铜棒插入AgNO3溶液中,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,溶液变蓝后,取出铜棒,再向烧杯内加入锌粉,金属活动性:Zn>Cu>Ag,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,待硝酸银完全反应后,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,充分反应后,溶液蓝色消失,说明硝酸铜完全反应,则硝酸银也完全反应。
【详解】A、由分析可知,充分反应后,硝酸银一定完全反应,最终烧杯中一定不含硝酸银,不符合题意;
B、由分析可知,锌与硝酸铜、硝酸银均反应生成了硝酸锌,硝酸银、硝酸铜完全反应,故最终烧杯内溶液中一定含有硝酸锌,符合题意;
C、由分析可知,锌与硝酸铜反应生成了硝酸锌和铜,硝酸铜完全反应,故最终烧杯内一定含金属铜,不符合题意;
D、将铜棒插入硝酸银溶液中,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,溶液变蓝,说明铜比银活泼,取出铜棒后,加入锌粉,溶液蓝色消失,说明锌与硝酸铜发生了反应,说明锌比铜活泼,该实验能证明锌,铜和银金属活动性顺序,符合题意。
故选BD。
2.(2024·上海奉贤·二模)在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量铁粉,充分反应后过滤,滤液仍为蓝色。有关判断正确的是
A.滤渣中一定有银,没有铜和铁
B.滤渣中一定有银和铜,可能有铁
C.滤液中一定有硝酸亚铁、硝酸铜、硝酸银
D.滤液中一定有硝酸亚铁、硝酸铜,可能有硝酸银
【答案】D
【分析】根据金属活动性由强到弱的顺序:铁>铜>银,当把铁粉加入到硝酸银、硝酸铜的混合溶液中时,铁先与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,在银完全置换后,铁再与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁;充分反应后过滤,滤液仍为蓝色,说明滤液中含有硝酸铜,铁可能没有置换出铜,也有可能置换出部分铜;
【详解】A、铁会首先与硝酸银发生置换反应,所以滤渣中一定有银,铁可能与硝酸铜反应,有可能没有反应,所以滤渣中可能含有铜,由于有硝酸铜的剩余,则一定没有铁,故A错误;
B、根据反应后的滤液显蓝色,说明滤渣中一定没有铁,否则会继续和硝酸铜反应,故B错误;
C、铁和硝酸银发生了置换反应,溶液显蓝色,所以滤液中一定含有硝酸铜和硝酸亚铁;铁也可能反应了少量的硝酸银,也可能将硝酸银全部反应完,所以滤液中可能含有硝酸银,故C错误;
D、据C分析,滤液中一定含有硝酸铜和硝酸亚铁,可能含有硝酸银,故D正确。
故选D。
3.(2024·四川广元·中考真题)向一定量CuCl2、FeCl2的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法正确的是
A.若滤渣中只有一种金属,则滤液中溶质一定有三种
B.若滤渣中有两种金属,则滤液中溶质一定有两种
C.若滤液中只有一种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸一定有气泡产生
D.若滤液中有两种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸不可能有气泡产生
【答案】C
【解析】金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu,向一定量CuCl2、FeCl2的混合溶液中加入一定量锌粉,锌先与CuCl2反应生成氯化锌和铜,CuCl2反应完,若还有锌粉,锌才能与FeCl2反应生成氯化锌和铁。
A、若滤渣中只有一种金属,该金属是铜,滤液中溶质不一定有三种,也可能是锌和氯化铜恰好完全反应,此时滤液中溶质有氯化亚铁、氯化锌两种,故选项说法错误;
B、若滤渣中有两种金属,滤液中溶质不一定有两种,也可能是锌和氯化亚铁恰好完全反应,此时滤液中溶质只有氯化锌一种,故选项说法错误;
C、若滤液中只有一种溶质,滤渣中一定含有铁,此时向滤渣中加入稀硫酸,一定有气泡产生,故选项说法正确;
D、若滤液中有两种溶质,说明溶质是氯化锌、氯化亚铁,若氯化亚铁部分参加了反应,滤渣中含有铜、铁,铁能与稀硫酸反应生成氢气,则向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,故选项说法错误。
故选C。
考向03溶液质量、固体质量变化问题
1(2024·上海杨浦·二模)烧杯中盛有锌粉和铁粉的混合物mg,向其中逐渐加入一定浓度的稀盐酸,测得剩余固体的质量与加入稀盐酸体积的关系如图所示。下列有关结论错误的是
A.加入V1mL稀盐酸时,剩余固体中不含锌
B.加入V2mL稀盐酸时,溶液中有2种溶质
C.反应中由铁粉产生的氢气质量为
D.整个过程中产生氢气的质量一定小于g
【答案】C
【分析】金属活动性顺序:锌>铁>氢,则滴加稀盐酸时,锌先和盐酸反应生成氯化锌和氢气,待锌完全反应后,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。
【详解】A、由分析可知,第一段是锌粉和稀盐酸反应,第二段是铁粉和稀盐酸反应,则加入V1mL稀盐酸时,表示锌和盐酸恰好反应,此时剩余固体中不含锌,该选项结论正确;
B、加入V2mL稀盐酸时,铁和盐酸恰好反应,此时溶液中的溶质为氯化锌和氯化亚铁,该选项结论正确;
C、设铁粉生成的氢气的质量为x,则
解得x=,该选项结论不正确;
D、结合前面计算,ng铁粉生成氢气的质量为,若铁粉质量为mg时,则生成氢气的质量为,由于锌的相对原子质量比铁大,且氯化锌、氯化亚铁中金属元素的化合价均为+2价,则等质量的锌和铁与足量稀盐酸反应时,锌产生氢气较少,则整个过程中产生氢气的质量一定小于,该选项结论正确。
故选C。
2.(2023·上海浦东新区·统考二模)Y型管的左侧分别装有等质量的铁粉和铝粉,右侧分别装有等质量等浓度的稀硫酸。同时倾斜两支Y型管,使稀硫酸同时全部流入左侧与金属反应。实验结束后观察到注射器活塞停留的刻度相同。有关说法正确的是
A.反应过程中甲管活塞向上推动较快
B.乙管产生氢气多,所以铝比铁活泼
C.反应结束后,硫酸没有剩余,铁粉一定有剩余
D.反应结束后,铝粉有剩余,铁粉可能没有剩余
【答案】D
【详解】A、在金属活动顺序中,铝活动性强于铁,相同条件下铝粉反应速率比铁粉快,反应过程中乙管活塞向上推动较快,错误;
B、比较金属活动性强弱可根据在相同条件下金属与酸反应的剧烈程度或金属与另一种金属的盐溶液反应的可能性来判断,不可根据金属与酸反应产生的氢气多少来判断,错误;
C、根据化学方程式2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑,可知每54g铝与294份质量硫酸反应生成6g氢气即每18g铝与98份质量硫酸反应生成2g氢气,根据化学方程式Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,可知每56g铁与98份质量硫酸反应生成2g氢气;相同质量的硫酸完全反应消耗的铝质量小于铁,反应结束后,硫酸没有剩余,铝粉一定有剩余,铁可能有剩余,错误;
D、根据选项C的分析可知,反应结束后,当铝粉有剩余时,铁粉可能没有剩余,正确。
故选D。
3.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)将一定质量的铁粉放入硝酸锌和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是
A.若滤液呈浅绿色,则滤液中只含有硝酸亚铁
B.若滤渣中的成分能被磁铁吸引,则滤渣中一定含有两种金属
C.若向滤液中加入锌片,有固体析出,则滤液中一定含有硝酸银
D.将所得滤渣洗涤、干燥后称量,质量可能与所加铁粉的质量相等
【答案】B
【解析】金属活动性顺序:锌>铁>银,则铁能和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,但不能和硝酸锌反应。
A、若滤液呈浅绿色,但由于不确定硝酸银是否完全反应,则滤液中一定含有硝酸锌和硝酸亚铁,可能含有硝酸银,该选项说法不正确;
B、若滤渣中的成分能被磁铁吸引,则说明铁过量,则滤渣中含有银和铁,该选项说法正确;
C、由于锌能和硝酸亚铁反应生成铁和硝酸锌,则向滤液中加入锌片,一定有固体析出,则不能说明滤液中是否含有硝酸银,该选项说法不正确;
D、由于,反应后固体质量增大,则所得滤渣的质量比所加铁粉质量大,该选项说法不正确。故选B。
考向04 金属回收实验
1(2024·上海金山·二模)对金属材料的研究,在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。某研究小组对合成铜银元素新型复合材料的剩余溶液进行探究。已知该剩余溶液是含Cu(NO3)2、AgNO3、X(NO3)2的硝酸盐混合溶液,流程如下(X表示一种金属元素):
(1)写出加入过量铁时发生反应的化学方程式: (书写一个即可)。
(2)气体M的化学式为 。
(3)比较金属Fe、Cu、Ag、X的活动性,金属活动性最强的是 。
(4)滤液D中所含溶质的成分中一定含______(填选项)。
A.Cu(NO3)2 B.AgNO3 C.X(NO3)2 D.Fe(NO3)2
(5)将上述滤渣洗涤烘干后,可能得到纯净物的是滤渣 (填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)。若想通过其他滤渣得到更多的该纯净物,请写出具体的实验步骤 。
【答案】(1)/
(2)
(3)X
(4)C
(5) 丁 向滤渣中加入过量的硝酸银溶液,过滤洗涤干燥
【分析】根据铁排在铜和银前,因此加入过量铁之后会与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,因此滤液A中一定含有硝酸亚铁,硝酸亚铁是浅绿色的,加入过量X后溶液为无色,说明X将亚铁离子置换出来,即X排在铁的活动性之前,故铁不能与X的硝酸盐反应,则A中是未反应的X(NO3)2以及生成的硝酸亚铁,滤渣甲是铁,铜银;根据X将亚铁离子置换出来,则滤渣乙是X和铁,加入硝酸银都会和硝酸银反应,但X先反应,若X完全反应后,硝酸银有剩余铁才会继续反应,故滤渣丁一定含有银,可能含有X和铁;滤液D中一定含有X(NO3)2,可能含有硝酸银以及硝酸亚铁;滤渣甲即铁铜银加入过量稀盐酸,铁会与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,则滤渣丙是铜和银,生成的M是氢气。据此解题。
【详解】(1)根据分析可知,加入过量铁会发生的反应是铁与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,故填:;;
(2)根据分析可知,M是氢气,故填:H2;
(3)根据分析可知,X的活动性最强;
(4)根据分析可知,滤液D中一定含有X(NO3)2,故选:C;
(5)根据分析可知,可能得到纯净物的是滤渣丁。由于其他滤渣含有的金属都是排在银之前的金属,因此要得到纯净的银则加入过量的硝酸银溶液反应后过滤洗涤干燥即可得到纯净的 银。
2.(2023·上海崇明·统考二模 节选).化学实验是科学探究的主要手段。
(1)实验室废液桶中收集了含有较多FeSO4、CuSO4的废水,为防止废水造成污染和浪费。设计了回收硫酸亚铁晶体铜的实验方案。
I.实验过程中多次采用过滤,过滤中玻璃棒的作用是___________。
II.废水中加入过量的铁粉后,反应的化学方程式为___________。
III.理论上要得到较多量的铜,溶液X是___________。
【答案】(1) 引流作用 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 稀硫酸
【详解】(1)含硫酸亚铁、硫酸铜的废水加入过量的铁粉,铁粉和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,过滤,固体物质A铜、铁粉,滤液含有溶质硫酸亚铁;向铁粉、铜中加入适量的溶液X,过滤、洗涤,得到铜和滤液,将热饱和滤液冷却、结晶,得到硫酸亚铁晶体,说明加入适量物质X是铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸铜亚铁和铜;
I.实验过程中多次采用过滤,过滤中玻璃棒的作用是引流;
II.废水中加入过量的铁粉后,铁粉和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,该反应化学方程式:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
III.理论上要得到较多量的铜,溶液X是硫酸铜,因为铁粉和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,此时除去铁粉的同时,也生成铜;
3.(2023·上海嘉定·统考二模)含铜元素的物质间发生转化:CuOCuSO4Cu(OH)2 CuCl2Cu,下列说法中正确的是
A.转化①中铜元素化合价发生改变 B.转化②的现象是产生蓝色沉淀
C.转化③可通过加NaC1溶液实现 D.转化④如果加入Zn,则溶液质量减小
【答案】B
【详解】A、氧化铜和硫酸铜中,铜元素的化合价均为+2价,即转化①中铜元素化合价不变,该选项说法不正确;
B、氢氧化铜为蓝色沉淀,则转化②的现象为产生蓝色沉淀,该选项说法正确;
C、氢氧化铜沉淀不能与氯化钠反应,则转化③不能通过加氯化钠溶液的方法实现,该选项说法不正确;
D、由于锌的相对原子质量比铜大,且锌、铜在化合物中的化合价均为+2价,由于锌与氯化铜反应生成铜和氯化锌,则反应过程中溶液质量增大,该选项说法不正确。
故选B。
考向05 运用质量守恒定律测定混合样品中某金属含量
1.(2024·上海徐汇·二模)某同学发现厨房锡纸的产品名称为“铝箔卷锡纸”,为了鉴别其成分是铝还是锡,查阅资料后,设计了两种实验方案。
(1)查阅资料,锡与盐酸反应的化学方程式为Sn+2HCl=SnCl2+H2↑,SnCl2中锡元素的化合价为 。铝也能与盐酸反应,写出该反应的化学方程式 。
(2)实验方案一:将一片打磨过的“铝箔卷锡纸”放入试管中,再滴入硫酸铜溶液,一段时间后观察到有红色固体生成,通过该实验能否实现鉴别?为什么? 。
(3)实验方案二:称量10.8g打磨过的“铝箔卷锡纸”放在锥形瓶中,如图所示连接装置,称量得到整套装置的质量为712.4g。向锥形瓶中加入稀盐酸至金属完全溶解,再次称量整套装置的质量为711.2g。
①上述实验中生成氢气的物质的量为 mol。"
②装置中生石灰的作用是 。
③根据上述实验数据,结合简要的计算,分析“铝箔卷锡纸”的成分 。
【答案】(1) +2
(2)不能,因为在金属活动性顺序里,铝、锡均排在铜前,铝、锡均能与硫酸铜反应,均有红色固体析出
(3) 0.6 吸收气体携带出的水蒸气 解:设生成1.2g氢气需要铝的质量为x
x=10.8g
设生成1.2g氢气需要锡的质量为y
y=71.4g
故“铝箔卷锡纸”的成分全部是铝。
【详解】(1)氯化锡中氯元素显-1价,设锡元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=+2;
铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,该反应的化学方程式为:;
(2)在金属活动性顺序里,铝、锡均排在铜前,铝、锡均能与硫酸铜反应生成铜,均有红色固体生成,故该实验不能鉴别铝和锡;
(3)①根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,则生成氢气的质量为:712.4g-711.2g=1.2g,则生成氢气的物质的量为:1.2g÷2g/mol=0.6mol;
②生石灰能与水反应生成氢氧化钙,故装置中生石灰的作用是:吸收气体携带出的水蒸气,防止水蒸气逸出,影响实验;
③见答案。
2.(2024·上海虹口·二模)铁是人们最熟悉的金属之一,某同学在实验室进行了与铁有关的实验。
【实验一】比较铁、铜的金属活动性,如图一所示。
(1)实验中的现象是 ,该现象说明铁的金属活动性比铜 (选填“强”或“弱”)。
【实验二】用三枚洁净的铁钉探究铁生锈的条件,如图二所示。
(2)A、B试管对比,可以证明铁生锈与 有关。
(3)用稀盐酸可以除去铁锈,反应的化学方程式是 。
【实验三】以氧化铁为原料制备铁,如图三所示。
(4)一氧化碳能与氧化铁反应生成铁,体现的一氧化碳的性质是 (选填编号)。
a.可燃性 b.还原性 c.毒性 d.吸附性
(5)该装置中缺少的仪器是 (填仪器名称);装置E中观察到的现象是 。
【答案】(1) 铁丝表面有红色物质析出,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色 强
(2)氧气/O2
(3)
(4)b
(5) 酒精灯 澄清石灰水变浑浊
【详解】(1)铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁溶液。所以实验中的现象是铁丝表面有红色物质析出,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色。该现象说明铁的金属活动性比铜强。故填:铁丝表面有红色物质析出,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色;强。
(2)A试管铁钉与氧气和水同时接触,铁钉生锈;B试管铁钉只与水接触,铁钉不生锈。所以A、B试管对比,可以证明铁生锈与氧气有关。故填:氧气。
(3)稀盐酸与铁锈反应生成氯化铁和水,化学方程式。故填:。
(4)由于一氧化碳具有还原性,所以一氧化碳能与氧化铁反应生成铁。故填:b。
(5)由于一氧化碳还原氧化铁实验中的尾气一氧化碳有毒,需要对尾气进行处理,应在导管末端放一燃着的酒精灯将尾气一氧化碳点燃处理。所以该装置中缺少的仪器是酒精灯。一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳,二氧化碳使石灰水变浑浊,所以E中观察到的现象是澄清石灰水变浑浊。故填:酒精灯;澄清石灰水变浑浊。
3.(2023·上海闵行·统考二模)某生铁粉末中含铁粉、碳粉和氧化铁。为测定所含碳粉的质量,化学小组取ag该样品,分别设计了如下实验方案,并对方案进行实验与分析,从而获取相关数据。
【方案甲】
(1)加入过量稀硫酸发生置换反应的化学方程式是_______。
(2)操作I用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_______。
(3)所得固体表面会残留少量溶液,在操作Ⅱ中需用蒸馏水多次洗涤并烘干,证明已洗涤干净的方法是_______。
【方案乙】装置如下图(夹持仪器省略,空气中CO2和H2O对实验的影响忽略不计)。
(4)该方案通过称量反应前后装置B的质量变化获得碳粉的质量,为达成实验目的,实验过程中C中观察到的现象是_______。
(5)将反应后装置B中的物质全部加入足量水中搅拌、过滤:经检验滤渣的成分是碳酸钙,则滤液中一定含有的溶质是_______。
【反思】
(6)最终所得碳粉的质量:甲方案为m1g,乙方案为m2g,且m1>m2.请结合实验分析造成此差异的可能原因是_______。
【答案】(1)
(2)漏斗
(3)取最后一次洗涤液,加入含有Ba2+溶液,若没有白色沉淀生成,则已洗涤干净
(4)澄清石灰水不变浑浊
(5)NaOH/氢氧化钠
(6)方案乙里A中生成的CO2没有全部进入装置B中吸收
【详解】(1)由题干可知,某生铁粉末中含铁粉、碳粉和氧化铁,加入稀硫酸后,碳粉不与硫酸反应,氧化铁与硫酸反应,发生的是复分解反应,只有铁与硫酸反应发生的是置换反应,生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为:,故填写:。
(2)操作I将固体和溶液分离,所以,操作为过滤,需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,故填写:漏斗。
(3)ag样品中加入过量的稀硫酸,所以,固体表面残留少量溶液中含有硫酸,铁与硫酸反应生成了硫酸亚铁,因此,残留溶液中还会有硫酸亚铁,硫酸和硫酸亚铁中都含有 ,所以,检验固体表面是否洗涤干净,就是检验固体表面是否含有,检验硫酸根离子,可以滴加含有钡离子的溶液,因为钡离子与硫酸根离子结合生成不溶于酸的白色沉淀硫酸钡,因此,证明已洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液,加入含有Ba2+溶液,若没有白色沉淀生成,则已洗涤干净,故填写:取最后一次洗涤液,加入含有Ba2+溶液,若没有白色沉淀生成,则已洗涤干净。
(4)装置B中含有的物质是氢氧化钠和氧化钙,氢氧化钠能吸收二氧化碳生成碳酸钠和水,当二氧化碳全部被吸收,实验过程中C中观察到的现象是澄清石灰水不变浑浊,故填写:澄清石灰水不变浑浊。
(5)因为氢氧化钠能吸收二氧化碳生成碳酸钠和水,水又和氧化钙反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,氢氧化钠易溶于水,所以,将反应后装置B中的物质全部加入足量水中搅拌、过滤:经检验滤渣的成分是碳酸钙,则滤液中一定含有的溶质是氢氧化钠(NaOH),故填写:NaOH或氢氧化钠。
(6)甲方案的实验都可以在敞口容器中做,乙方案的A装置必须气密性良好,如果装置气密性不好的话,会导致进入B装置中的二氧化碳偏少,使方案甲得到的碳粉质量比乙方案多,故填写:方案乙里A中生成的CO2没有全部进入装置B中吸收。
考向06典型的金属图像题
1.(2024·上海杨浦·二模)烧杯中盛有锌粉和铁粉的混合物mg,向其中逐渐加入一定浓度的稀盐酸,测得剩余固体的质量与加入稀盐酸体积的关系如图所示。下列有关结论错误的是
A.加入V1mL稀盐酸时,剩余固体中不含锌
B.加入V2mL稀盐酸时,溶液中有2种溶质
C.反应中由铁粉产生的氢气质量为
D.整个过程中产生氢气的质量一定小于g
【答案】C
【分析】金属活动性顺序:锌>铁>氢,则滴加稀盐酸时,锌先和盐酸反应生成氯化锌和氢气,待锌完全反应后,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。
【详解】A、由分析可知,第一段是锌粉和稀盐酸反应,第二段是铁粉和稀盐酸反应,则加入V1mL稀盐酸时,表示锌和盐酸恰好反应,此时剩余固体中不含锌,该选项结论正确;
B、加入V2mL稀盐酸时,铁和盐酸恰好反应,此时溶液中的溶质为氯化锌和氯化亚铁,该选项结论正确;
C、设铁粉生成的氢气的质量为x,则
解得x=,该选项结论不正确;
D、结合前面计算,ng铁粉生成氢气的质量为,若铁粉质量为mg时,则生成氢气的质量为,由于锌的相对原子质量比铁大,且氯化锌、氯化亚铁中金属元素的化合价均为+2价,则等质量的锌和铁与足量稀盐酸反应时,锌产生氢气较少,则整个过程中产生氢气的质量一定小于,该选项结论正确。
故选C。
1.(2024·四川德阳·中考真题)室温时,利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是
A.根据压强变化推测两个反应都有热量放出
B.曲线①的压强上升比曲线②高,说明①产生H2总量更多
C.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
D.反应结束后Zn一定有剩余
【答案】A
【详解】A、镁、锌都能与稀盐酸反应生成氢气,根据图乙随着反应的进行,曲线①、曲线②的压强都是先增大,后小幅下降,可推测两个反应过程中都有热量放出,故选项说法正确;
B、根据图乙,曲线①、曲线②最后压强相等,说明两者产生的氢气质量相等,故选项说法不正确;
C、镁的活动性比锌强,则曲线①是镁与稀盐酸反应的压强变化曲线,故选项说法不正确;
D、最终压强相等,说明反应后生成氢气质量相等,生成氢气质量相等时,消耗镁、锌的质量比是24:65,因此镁片一定有剩余,而锌片不一定有剩余,故选项说法不正确;
故选A。
3.(2024·四川德阳·中考真题)室温时,利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是
A.根据压强变化推测两个反应都有热量放出
B.曲线①的压强上升比曲线②高,说明①产生H2总量更多
C.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
D.反应结束后Zn一定有剩余
【答案】A
【详解】A、镁、锌都能与稀盐酸反应生成氢气,根据图乙随着反应的进行,曲线①、曲线②的压强都是先增大,后小幅下降,可推测两个反应过程中都有热量放出,故选项说法正确;
B、根据图乙,曲线①、曲线②最后压强相等,说明两者产生的氢气质量相等,故选项说法不正确;
C、镁的活动性比锌强,则曲线①是镁与稀盐酸反应的压强变化曲线,故选项说法不正确;
D、最终压强相等,说明反应后生成氢气质量相等,生成氢气质量相等时,消耗镁、锌的质量比是24:65,因此镁片一定有剩余,而锌片不一定有剩余,故选项说法不正确;
故选A。
1,(2023·上海金山·统考二模)为验证Fe、Cu和Ag三种金属的活动性顺序,下列实验方案能达到实验目的的是
A.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中 B.将Fe、Ag分别加入CuSO4溶液中
C.将Fe、Cu和Ag分别加入稀盐酸中 D.将Fe分别放入CuSO4、AgNO3溶液中
【答案】B
【详解】A、将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中,铁、铜表面都有银白色固体析出,说明铜、铁金属活动性比银强,无法比较铜、铁的金属活动性,实验方案不能达到实验目的;
B、将Fe、Ag分别加入CuSO4溶液中,铁表面有银白色固体析出,说明铁的金属活动性比铜强,银表面没有明显现象,说明铜的金属活动性比银强,可以得出铁>铜>银,实验方案能达到实验目的;
C、将Fe、Cu和Ag分别加入稀盐酸中,铁表面有气泡生成,说明铁金属活动性比氢强,铜、银表面没有明显现象,说明铜、银金属活动性比氢弱,可以得出铁>铜、铁>银,无法比较铜、银金属活动性,实验方案不能达到实验目的;
D、将Fe分别放入CuSO4、AgNO3溶液中,铁表面有红色固体析出,说明铁的金属活动性比铜强,铁丝表面有白色固体析出,说明铁的金属活动性比银强,无法比较铜、银金属活动性,实验方案不能达到实验目的;
答案:B。
1. (2023·上海徐汇·统考二模)
将粉末状的金属M加入一定量的AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液,加入金属M的质量与充分反应后剩余金属种类的关系如图所示,下列说法正确的是
A.金属活动性:Cu>M>Ag
B.加入ag金属M,充分反应后剩余的金属是Cu
C.加入bg金属M,充分反应后溶液中含有Cu(NO3)2
D.加入cg金属M,充分反应后溶液中含有2种溶质
【答案】C
【详解】根据图示可知,随着金属M加入,剩余金属的种类逐渐增多,最多是3种,说明M能置换出银、铜,三种金属的活动性顺序是M>Cu>Ag,即M先与硝酸银反应生成M的硝酸盐和银,再与硝酸铜反应,生成M的硝酸盐和铜。
A 、根据分析可知,金属活动性:M>Cu>Ag;说法错误;
B、加入ag金属M,剩余固体只有1种,说明M中与硝酸银反应,充分反应后剩余的金属是Ag,说法错误;
C、加入bg金属M,剩余固体有2种,充分反应后剩余的金属是Ag、Cu,根据图示可知,此时硝酸铜没有完全反应,充分反应后溶液中含有Cu(NO3)2,说法正确;
D、加入cg金属M,剩余固体有3种,M与硝酸银、硝酸铜完全反应,充分反应后溶液中含有M的硝酸盐,只有1种溶质,说法错误。
故选C。
2. (不定向)(2024·上海奉贤·二模)在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量铁粉,充分反应后过滤,滤液仍为蓝色。有关判断正确的是
A.滤渣中一定有银,没有铜和铁
B.滤渣中一定有银和铜,可能有铁
C.滤液中一定有硝酸亚铁、硝酸铜、硝酸银
D.滤液中一定有硝酸亚铁、硝酸铜,可能有硝酸银
【答案】D
【分析】根据金属活动性由强到弱的顺序:铁>铜>银,当把铁粉加入到硝酸银、硝酸铜的混合溶液中时,铁先与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,在银完全置换后,铁再与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁;充分反应后过滤,滤液仍为蓝色,说明滤液中含有硝酸铜,铁可能没有置换出铜,也有可能置换出部分铜;
【详解】A、铁会首先与硝酸银发生置换反应,所以滤渣中一定有银,铁可能与硝酸铜反应,有可能没有反应,所以滤渣中可能含有铜,由于有硝酸铜的剩余,则一定没有铁,故A错误;
B、根据反应后的滤液显蓝色,说明滤渣中一定没有铁,否则会继续和硝酸铜反应,故B错误;
C、铁和硝酸银发生了置换反应,溶液显蓝色,所以滤液中一定含有硝酸铜和硝酸亚铁;铁也可能反应了少量的硝酸银,也可能将硝酸银全部反应完,所以滤液中可能含有硝酸银,故C错误;
D、据C分析,滤液中一定含有硝酸铜和硝酸亚铁,可能含有硝酸银,故D正确。
故选D。
4(2023·上海宝山·统考二模)向一定量含有等物质的量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中,分多次加入金属X粉末(化合物中X价),测得反应后所得固体质量与加入的X质量关系如图所示。下列说法正确的是
A.X可能为活动性大于银的金属
B.金属活动性顺序为:X>Cu>Ag
C.金属活动性顺序为:Cu>X>Ag
D.p点对应的溶液中,溶质成分为X(NO3)2
【答案】C
【详解】A、根据题意可知,向一定量含有等物质的量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中,分多次加入金属X粉末,反应后固体质量发生变化,所以说X一定为活动性大于银的金属,故A说法错误;
B、若金属活动性顺序为:X>Cu>Ag,根据题意可知,向一定量含有等物质的量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中,分多次加入金属X粉末,X会先与硝酸银反应,待硝酸银反应完全,X会与硝酸铜反应,待硝酸铜反应完全,继续加入X,固体质量不断增加,故图像应该为三段折线,图示中为两段,故B说法错误;
C、由图可知,图示中为两段折线,若金属活动性顺序为:Cu>X>Ag,向一定量含有等物质的量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中,分多次加入金属X粉末,X会与硝酸银反应,待硝酸银反应完全,继续加入金属X,固体质量的变化为两段折线,故C说法正确;
D、由C分析可知,金属活动性顺序为:Cu>X>Ag,P点为X与硝酸银恰好完全反应,得到X(NO3)2,还存在没有反应的硝酸铜,故p点对应的溶液中,溶质为X(NO3)2和硝酸铜,故D说法错误;
故选C。
5.(2022·上海浦东新·统考二模)将一定量锌和金属R的混合粉末加入一定量的氯化铜溶液中,溶液质量的变化情况如右图所示。反应结束后过滤,下列说法正确的是
A.金属活动性:R>Zn>Cu
B.滤液中一定有ZnCl2和金属R的盐,可能有CuCl2
C.滤渣中一定有Cu,可能有Zn和R
D.若向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,则滤渣中一定有Zn
【答案】B
【解析】A.由图像可知溶液质量先变大后减小之后不变,而锌和金属R混合粉末加入到一定量氯化铜溶液中,锌的金属活动性比铜强,锌和氯化铜反应为,金属置换的质量关系为每65份质量的锌置换出64份质量的铜,固体质量减小,溶质由氯化铜变为氯化锌,溶液质量变大,对应图像溶液质量上升的斜线,则R和氯化铜反应应使溶液质量减少,对应图像溶液质量下降的斜线,反应完全后溶液质量不变,对应图像中的水平横线。锌先和氯化铜反应,R之后再和氯化铜反应,所以锌的金属活动性比R强,故三种金属活动性为Zn>R>Cu;故A错误,不符合题意;
B.根据三种金属的活动性Zn>R>Cu,结合图像,锌和氯化铜反应完全之后R再和氯化铜反应,锌被反应完,但因为R的量和氯化铜的量不确定,因此氯化铜可能剩余,也可能被反应完。则滤液中一定含有氯化锌、金属R的盐,可能含有氯化铜,故B正确,符合题意;
C.因为锌和R与氯化铜发生了反应,因此滤渣中一定有铜,但因为锌完全反应后,氯化铜才能和R反应,因此锌没有剩余,因为R的量不确定,因此R可能剩余,故C错误,不符合题意;
D.因为锌完全反应后,氯化铜才能和R反应,因此锌已完全反应,滤渣中不可能含有锌,若向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,说明滤渣中含有金属R,因为铜与稀硫酸不反应。故D错误,不符合题意。
故选B。
6.(2023·四川广元·中考真题)某学习小组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。他们得出的结论中不正确的是
A.M中一定不含铁单质 B.滤液中可能含有两种金属离子
C.滤液中一定含有ZnSO4 D.滤渣中至少含有两种金属单质
【答案】D
【解析】铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;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,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,说明混合物M中稀硫酸过量,故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。
A、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;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,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,说明M中含有硫酸,则M中一定不含铁单质,故说法正确;
B、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,故说法正确;
C、一定发生了锌与稀硫酸的反应,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,则滤液中一定含有ZnSO4,故说法正确;
D、M中含有硫酸,所以M中一定不含铁单质;锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜不与稀硫酸反应,锌能与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,所以滤渣中一定含有铜,可能含有锌以及铁,滤渣中至少含有一种金属单质,故说法错误;
故选:D。
7.(2022徐汇二模 不定向) 镁与稀硫酸反应时会放出大量热,将一段表面有氧化镁层的镁带与过量稀硫酸在密闭容器中混合,用压强传感器测得容器内压强和反应时间的变化曲线如下图所示,下列分析正确的是
A. AB段主要发生的反应是
B. 气体温度升高是造成BC段压强增大的唯一原因
C. 90秒时镁带恰好完全溶解
D. C点、D点、E点时反应生成气体的质量相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A、AB段容器内压强的变化不大,主要发生的反应是氧化镁和稀硫酸的反应,故A选项正确;
B、BC段压强增大,一方面是因为温度升高,另-方面是因为镁和稀硫酸反应生成了氢气,而且生成氢气是其中的主要原因,故B选项错误;
C、C点时压强最大,CD段压强逐渐下降,这是由于放热是气体温度升高后,逐渐冷却到室温所造成的气体压强下降,所以在C点处镁带完全溶解,而不是D点,故C选项错误;
D、C点后不再产生气体,所以C, D, E点气体质量相同,故D选项正确
8.(2024·重庆大渡口·一模)某同学将铁粉和铜粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断中错误的是
A.滤渣中一定含有铜 B.滤液中一定含有
C.向滤渣中加稀盐酸,没有气泡产生 D.所得滤液质量一定比原溶液质量小
【答案】A
【解析】根据铁和铜的金属活动性均比银强,将铁粉和铜粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中,铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,铁反应完,若还有硝酸银溶液,铜再与硝酸银反应生成硝酸铜和银进行分析。充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,说明有硝酸铜生成,铜已经参与了置换反应,铁也就反应完了,但是不能确定硝酸银最后是否完全反应。
A、通过分析可知,铜参与了置换反应,但是是否反应完无法确定,故错误;
B、通过分析可知,铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,滤液中一定含有亚铁离子,故正确;
C、由于铁完全反应了,故向滤渣中加稀盐酸,没有气泡产生,故正确;
D、每56份质量的铁和硝酸银反应生成216份质量的银和硝酸亚铁,每64份质量的铜和硝酸银反应生成216份质量的银和硝酸铜,所以所得滤液质量一定比原溶液质量小,故正确。
故选A。
9.(2024·山东济南·二模)(不定项)向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入锌粉和铁粉的混合物a克,充分反应后过滤,得到一定温度下的滤液(不饱和)和滤渣。向滤渣中滴加稀盐酸,无明显现象。下列有关说法中,正确的是
A.滤渣中一定只含有单质铜
B.滤液中至少含有三种金属阳离子
C.滤渣的质量一定小于a克
D.滤液一定是无色的
【答案】AB
【解析】根据金属活动性顺序Mg>Zn>Fe>H>Cu,向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入锌粉和铁粉的混合物a克,锌和铁均不能与硝酸镁反应,硝酸铜先和锌反应生成硝酸锌和铜,化学方程式为:,每65份质量的锌置换出64份质量的铜,反应后固体质量减小,后和铁反应生成硝酸亚铁和铜,化学方程式为:,每56份质量的铁置换出64份质量的铜,反应后固体质量增大。充分反应后过滤,得到一定温度下的滤液(不饱和)和滤渣。向滤渣中滴加稀盐酸,无明显现象,说明滤渣中不含有锌、铁,只含有铜,说明锌、铁均反应完全,则滤液中一定含有硝酸锌、硝酸亚铁以及没有参与反应的硝酸镁,可能含有硝酸铜。
A、滤渣中不含有锌、铁,一定只含有单质铜,该选项说法正确;
B、向滤渣中滴加稀盐酸,无明显现象,说明滤渣中不含有锌、铁,说明锌、铁均反应完全,则滤液中一定含有硝酸锌、硝酸亚铁以及没有参与反应的硝酸镁,可能含有硝酸铜,故滤液中至少含有三种金属阳离子,即镁离子、锌离子和亚铁离子,该选项说法正确;
C、不知道参加反应的锌和铁的质量,不能比较固体质量大小,该选项说法不正确;
D、向滤渣中滴加稀盐酸,无明显现象,说明滤渣中不含有锌、铁,说明锌、铁均反应完全,则滤液中一定含有硝酸锌、硝酸亚铁以及没有参与反应的硝酸镁,可能含有硝酸铜,其中硝酸亚铁溶液是浅绿色溶液,因此滤液一定不是无色的,该选项说法不正确;
故选:AB。
10.(2024·山东枣庄·三模)向AgNO3和Cu(NO3)2的混合液中加入一定量的Fe、Cu的混合粉末,充分反应后过滤、洗涤,得到滤液和滤渣。下列说法正确的是
A.滤渣中一定有Cu、Ag
B.当滤液为蓝色时,滤渣中一定有Cu、Ag,一定没有Fe
C.向滤渣中加入盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag
D.向滤液中加入KCl溶液,无明显现象,则滤液中一定有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2,滤渣中可能有Fe、Cu
【答案】C
【解析】铁比铜活泼,铜比银活泼,向AgNO3和 Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Fe和Cu的混合粉末时,铁先和硝酸银、硝酸铜反应,最后是铜和硝酸银反应。
A、滤渣中一定有铁和硝酸银反应生成的Ag,如果Fe、Cu的混合粉末很少,铜完全反应后无铜剩余,该选项说法不正确;
B、当滤液为蓝色时,滤渣中一定有Ag,不一定有Cu,这是因为滤液为蓝色时,溶液中含有铜离子,则硝酸铜可能部分反应,也可能没有反应,也可能是铜和硝酸银反应生成了硝酸铜,该选项说法不正确;
C、向滤渣中加入盐酸,有气泡产生,则铁一定过量,则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag,该选项说法正确;
D、向滤液中加入KCl溶液,无明显现象,说明硝酸银完全反应,则滤液中一定有Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2,滤渣中一定有Ag,可能有Fe、Cu,该选项说法不正确。
11.(2024·辽宁丹东·一模)向含有、的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。关于滤渣和滤液的成分有如下描述:
①滤液中一定含有
②滤渣中一定含有Ag,可能含有Cu和Zn
③若滤液呈蓝色,则向滤渣中滴加稀盐酸无明显现象
④若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定没有和,
以上四种描述中正确的是
A.①②③ B.②③④ C.②④ D.①②③④
【答案】D
【解析】金属活动性:Zn>Cu>Ag,向含有硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,待硝酸银完全反应后,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。
①锌一定与硝酸银反应生成了硝酸锌,故滤液中一定含有硝酸锌,正确;
②锌一定与硝酸银反应生成了银,故滤渣中一定含有银,锌是否与硝酸铜反应未知,锌是否过量未知,故滤渣中可能含有铜和锌,正确;
③若滤液呈蓝色,说明滤液中一定含硝酸铜,则锌已经完全反应,则滤渣中一定含银,可能含铜,向滤渣中滴加稀盐酸,铜和银均与稀盐酸不反应,则一定无明显现象,正确;
④若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,则滤渣中一定含锌,则硝酸银、硝酸铜已经完全反应,则滤液中一定没有硝酸银和硝酸铜,正确。
故正确的是①②③④。
故选D
12.(2024·黑龙江·中考真题)金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。
(1)高炉炼铁的过程中,石灰石的作用是 。
(2)探究Mg、Fe、Cu的金属活动性顺序,下列试剂的选择方案正确的是 。
A.Mg、Cu、溶液 B.Fe、溶液、溶液
C.Mg、Fe、Cu、稀盐酸 D.Cu、溶液、溶液
(3)向溶液中加入Mg、Zn、Ag三种金属,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣。一定发生反应的化学方程式为 。向滤渣中加入一定量的稀盐酸,有气泡产生,滤渣中一定有 (填化学式,下同),滤液中可能含有的溶质是 。
【答案】(1)将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
(2)ABC
(3) Zn、Cu、Ag Zn(NO3)2
【解析】(1)高炉炼铁的过程中,石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣;
(2)A、镁能与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁,有黑色固体析出,说明镁比铁活泼,铜与硫酸亚铁不反应,无明显现象,说明铁比铜活泼,可以探究三种金属的活动性顺序,符合题意;
B、铁与硫酸镁不反应,无明显现象,说明镁比铁活泼,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,有红色固体析出,说明铁比铜活泼,可以探究三种金属的活动性顺序,符合题意;
C、镁、铁均能与稀盐酸反应生成氢气,且镁与酸反应速率较快,铁与酸反应速率较慢,说明在金属活动性顺序里,镁、铁排在氢前,且镁比铁活泼,铜与稀盐酸不反应,无明显现象,说明在金属活动性顺序里,铜排在氢后,说明铁比铜活泼,可以探究三种金属的活动性顺序,符合题意;
D、铜与硫酸镁不反应,无明显现象,说明镁比铜活泼,铜与硫酸亚铁不反应,无明显现象,说明铁比铜活泼,但是无法探究镁和铁的金属活动性顺序,不符合题意。
故选ABC;
(3)金属活动性:Mg>Zn>Cu>Ag,向硝酸铜溶液中加入镁、锌、银三种金属,镁先与硝酸铜反应生成硝酸镁和铜,待镁完全反应后,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,银和硝酸铜不反应,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣,说明硝酸铜已经完全反应。
由分析可知,一定发生的反应为镁和硝酸铜反应生成硝酸镁和铜,该反应的化学方程式为:;
向滤渣中加入一定量的稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含锌,镁一定与硝酸铜反应生成了铜,银不参与反应,则滤渣中一定有:Zn、Cu、Ag;
镁一定与硝酸铜反应生成了硝酸镁,硝酸铜完全反应,故滤液中一定含硝酸镁,一定不含硝酸铜,锌可能参与反应,也可能没有参与反应,故滤液中可能含有的溶质是:Zn(NO3)2。
13(2022·上海静安·统考二模)铜片生锈后表面会附着一层绿色物质,成分是铜绿[化学式为Cu2(OH)2CO3]。
①铜绿在加热条件下分解为氧化铜、水和二氧化碳。反应的化学方程式是________________________,该反应的基本反应类型是________________,用图1装置验证反应产物,反应中甲处的现象是________________________________________。
②铜绿能与稀硫酸反应产生硫酸铜、水和二氧化碳。可以用两种不同方法从久置的铜片中回收铜(图 2)。
步骤a发生反应的化学方程式是________________________。固体B是________(填化学式),步骤c加入过量铁粉发生反应的化学方程式是________________________,步骤b加入适量稀硫酸的目的是 ________________________。如同一久置铜片分别通过方法一和方法二得到铜,得到铜的质量:
方法一________(选填“大于”“等于”或“小于”)方法二。
答案:.①Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑;分解反应;固体表面由绿色变为黑色
②CO+CuOCu+CO2;Fe、Cu;Fe+CuSO4==Cu+FeSO4;除去过量的铁粉;等于
解析:解:(1)铜绿在加热条件下分解为氧化铜、水和二氧化碳,化学方程式是:Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑,该反应的基本反应类型是分解反应;
(2)碱式碳酸铜在加热的条件下生成氧化铜、水和二氧化碳,碱式碳酸铜是绿色,氧化铜是黑色粉末,所以用如图1装置验证反应产物,反应中甲处的现象是:固体表面由绿色变成黑色;
(3)步骤a发生的反应是氧化铜和一氧化碳在加热的条件下生成铜和二氧化碳,化学方程式是:CuO+CO=Cu+CO2,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,加入的铁粉是过量的,所以固体B是Fe、Cu;步骤c加入过量铁粉发生反应的化学方程式是:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,步骤b加入适量稀硫酸的目的是:除去过量的铁粉;样品中的铜元素最终完全转化到铜中,所以如图一久置铜片分别通过方法一和方法二得到铜,得到铜的质量:方法一等于方法二。
14电缆生产过程中产生了一定量的含铜废料。化学兴趣小组利用稀硫酸和铁粉分离回收铜,并获得硫酸亚铁晶体。先将含铜废料粉碎,再按如下设计方案处理:
查阅资料得知:(1)在通入空气并加热的条件下,铜可与稀硫酸反应转化为硫酸铜。反应的化学方程式:2Cu +2H2SO4 +O22CuSO4 +2H2O。(2)硫酸亚铁晶体的溶解度随着温度升高而增大(在一定温度范围内)。
① 写出铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式 (12) ;
② 蓝色溶液A中溶质的成分是 (13) (填化学式);
③ 该方案中应该加入略过量的铁粉,过量的目的是 (14) ;从固体C中获得纯净的铜,操作(Ⅱ)的具体处理方法是 (15) ;
④ 浅绿色溶液B经一系列操作[操作(Ⅰ)]可得硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O),该系列操作的顺序
为 (16) (用编号a、b、c表示)→洗涤干燥。
a. 冷却结晶 b.过滤 c.加热浓缩
答案
(1)过滤;②CuSO4、H2SO4;③使CuSO4、H2SO4完全反应;将所得固体C用稀硫酸酸洗后过滤再洗涤、干燥;④c→a→b
解析:
(1)由于步骤中分离得到蓝色溶液A的操作M是得到蓝色溶液和滤渣(滤渣,过滤得到才叫滤渣),所以为过滤(或者是固体和液体分离操作为过滤),所以操作名称是过滤;
(2)铜可与稀硫酸反应转化为硫酸铜,反应的化学方程式:2Cu +2H2SO4 +O22CuSO4 +2H2O。,,且为使铜完全反应,加入的稀硫酸是过量的,所以蓝色溶液A中溶质的成分是生成的硫酸铜和剩余的硫酸,对应的化学式为C CuSO4、H2SO4 ;
(3)蓝色溶液中有生成的硫酸铜和剩余的硫酸,而实验目的是回收铜和制备硫酸亚铁,所以应该将铜完全转化为单质,同时除去硫酸,所以为将两者完全除去(所以加入的药品要过量)且不引入新的杂质(所以加入的是铁),所以应该加入过量的铁。所以铁过量的目的是使CuSO4、H2SO4 完全反应(合理即可);得到的固体C是生成的铜和剩余的铁,而实验目的是得到铜和硫酸亚铁,所以需要加入稀硫酸将铁转化硫酸亚铁然后过滤洗涤干燥得到纯净的铜。所以从固体C中获得纯净的铜,操作
(II)的具体处理方法是将所得固体C用稀硫酸酸洗后过滤再洗涤、干燥;
(4)由于“硫酸亚铁晶体的溶解度随着温度升高而增大“和最后得到是硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O),是带结晶水的化合物,所以整个得到晶体的过程温度不能高,且不能直接蒸干得到固体,所以给定的三步操作的顺序是加热浓缩、冷却结晶、过滤然后进一步用冷水洗涤或者是硫酸亚铁的饱和溶液进行洗涤干燥。所以浅绿色溶液B是经一系列操作[操作(I)]可得硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O),该系列操作的顺序为cab、洗涤干燥。
15.(2024·山东临沂·一模)(不定向)从春秋战国时期开始,我国就开始大量生产和使用铁器。
如图所示,先将一定量的铁粉加入硝酸银溶液中,充分反应后,再加入一定量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是_______(填字母)。
A.滤液中一定含有硝酸镁
B.滤渣中可能含有银
C.若滤液呈浅绿色,则向滤渣中加入稀盐酸,不会有气泡产生
D.烧杯②中溶液的质量一定小于烧杯①中溶液的质量
【答案】AD
【解析】铁和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,若恰好完全反应,烧杯①中固体含有银,烧杯①中液体溶质有硝酸亚铁;若铁过量,烧杯①中固体含有铁、银,烧杯①中液体溶质有硝酸亚铁;若硝酸银过量,烧杯①中固体含有银,烧杯①中液体溶质含有硝酸亚铁、硝酸银;镁比铁活泼,铁比银活泼,所以镁先和硝酸银反应生成银和硝酸镁,再和硝酸亚铁反应生成铁和硝酸镁,所以滤渣中一定有银,可能有铁、镁,滤液中一定有硝酸镁,可能有硝酸亚铁、硝酸银;
A、由上述分析可知:滤液中一定有硝酸镁,可能有硝酸亚铁、硝酸银,说法正确;
B、由上述分析可知:滤渣中一定有银,可能有铁、镁,说法错误;
C、若滤液呈浅绿色,溶液中有硝酸亚铁,是少量镁和过量的硝酸亚铁反应生成铁和硝酸镁,向滤渣中加入稀盐酸,镁和稀盐酸反应会产生氢气,说法错误;
D、根据反应关系:反应后溶液质量减少、反应后溶液质量减少、反应后溶液质量减少,可知,烧杯②中溶液的质量一定小于烧杯①中溶液的质量,说法正确;
故选:AD。
16(2023·上海杨浦区·统考二模)为了达到收旧、利废、节能减排的目的,从含有金属镁、铁、铜的粉末中,分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属,实验过程如下:
请回答:
(1)操作①中被磁铁吸引的金属A是_____;写出步骤②所涉及的化学反应方程式_____。
(2)操作a的过程中需要使用玻璃棒,其作用是______。
(3)判断步骤②是否适量的做法是:_______。若没有稀硫酸,还可以加入适量的_______溶液。
(4)若改用其他方法,需达到相同的回收效果,下列实验试剂组合可行的是________。
A.FeSO4溶液、磁铁 B.稀硫酸、镁
C.CuSO4溶液、稀硫酸 D.稀硫酸、铁
【答案】(1) Fe/铁
(2)引流
(3) 向溶液中加入镁,观察有无气泡产生 硫酸铜
(4)AB
【详解】(1)①根据题意:铁能够被磁铁吸引,因此A 是铁,故填:Fe;
②镁和铜的混合物中,加入适量的稀硫酸,镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气,铜不反应,因此反应方程式为:;
(2)在过滤过程中需要使用玻璃棒,其作用是引流;
(3)①要判断硫酸是否过量,可以向溶液中加入镁,观察有无气泡产生,故填:向溶液中加入镁,观察有无气泡产生;
②如果没有硫酸,可以加入硫酸铜溶液,镁与硫酸铜反应生成硫酸镁和铜,故填:硫酸铜;
(4)A.能够被磁铁吸引的是铁,不能被吸引的则是镁和铜,向其中加入FeSO4溶液后铜不反应,镁反应生成硫酸镁,过滤后得到铜单质和硫酸镁溶液,蒸发得到硫酸镁固体,故方法可行;
B.加入稀硫酸后,不能反应的是铜单质,镁和铁与稀硫酸反应分别生成硫酸镁和硫酸亚铁,加入镁后,镁与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸镁,过滤后得到铁单质和硫酸镁溶液,蒸发得到硫酸镁固体,故方法可行;
C. 加入稀硫酸后,不能反应的是铜,镁和铁与稀硫酸反应分别生成硫酸镁和硫酸亚铁,加入硫酸铜后,依旧无法鉴别,故方法不可行;
D. 加入稀硫酸后,不能反应的是铜,镁和铁与稀硫酸反应分别生成硫酸镁和硫酸亚铁,加入铁后,依旧无法鉴别,故方法不可行;
故选AB。
17(2023·上海徐汇区·统考二模)暖贴可以在冬日里给人们带来温暖。化学社团同学将5.6g铁粉、4.2g活性炭和0.2g氯化钠混合自制了暖贴中的黑色药剂。
(1)上述黑色药剂放置到完全冷却后测得其中含有ag氧化铁、bg氢氧化铁、4.2g活性炭和0.2g氯化钠。推测该药剂在放热的过程中发生了__________(选填“物理”或“化学”)变化。
(2)社团同学以上述失效的暖贴药剂为原料制取氧化铁,根据设计实验流程如下所示(各步反应均完全,忽略物质的损耗)。
①向失效暖贴药剂中加入过量盐酸,充分搅拌后过滤,分离出的滤渣为_________。
②向上述滤液中滴加少量氢氧化钠溶液并搅拌,没有红褐色沉淀生成,原因是滤液中含有_________。继续加入足量的氢氧化钠溶液,有大量红褐色沉淀析出,写出生成沉淀的反应的化学方程式_____________。
③过滤出红褐色沉淀,用蒸馏水洗涤沉淀3次。取最后一次的洗涤液于试管中,滴加过量稀硝酸,再滴加__________,若观察到__________,则沉淀已经洗涤干净。
④该实验中获得氧化铁的质量为mg,请比较m与a、(a+b)的大小,并说明理由__________。
【答案】(1)化学
(2) 活性炭 盐酸 硝酸银溶液 无明显现象或没有白色沉淀生成 a<m<(a+b),实验中获得的氧化铁的质量等于原混合物中氧化铁的质量加上氢氧化铁分解生成的氧化铁质量
【详解】(1)反应前有5.6g铁粉、4.2g活性炭和0.2g氯化钠,反应后有ag氧化铁、bg氢氧化铁、4.2g活性炭和0.2g氯化钠,有新物质氢氧化铁生成,是化学变化。
(2)①氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,氯化钠不和盐酸反应但能溶于水,活性炭不能和盐酸反应也不能溶于水,所以分离出的滤渣为活性炭。
②盐酸过量,所以开始加入氢氧化钠,氢氧化钠先和盐酸反应生成氯化钠和水,不会出现红褐色沉淀。氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁和氯化钠,化学方程式为。
③滤液中有氯化钠,会附着在红褐色沉淀表面。如洗涤干净,则洗涤液中没有氯化钠,所以可以检验洗涤液中是否含有氯离子判断是否洗涤干净。可用硝酸银检验溶液中是否有氯离子,如有氯离子,氯离子和银离子结合会产生白色的硝酸银沉淀。所以可以取最后一次的洗涤液于试管中,滴加过量稀硝酸,再滴加硝酸银溶液,若观察到无明显现象,则沉淀已经洗涤干净。
④Fe(OH)3可写为Fe2O3·3H2O,变为Fe2O3,如铁元素质量不变,则固体质量变少。反应前后铁元素的质量不变,所以,实验中获得的氧化铁的质量等于原混合物中氧化铁的质量加上氢氧化铁分解生成的氧化铁质量,则a<m<(a+b)。
18(2023·上海虹口区·统考二模) 为研究稀硫酸的化学性质, 某小组如右图所示进行实验, 充分反应后, 只有试管甲中无固体剩余。
①实验涉及的三种固体中,属于氧化物的是_________;
②可证明铁的金属活动性比铜强的实验是_______ (选填试管编号) 。
③甲中发生反应的化学方程式是____________________。
④实验结束后,将三支试管中的剩余物倒入废液缸中, 充分混合后过滤,取 少量滤渣,向其中滴加稀硫酸,有气泡产生。则过滤后得到的滤渣的成分是 _________ ,滤液中的溶质是________。
【答案】①氧化铜。
②乙和丙。
③CuO+H2SO4═CuSO4+H2O。
④铜、铁;硫酸亚铁。
【解答】解:①实验涉及的三种固体中,属于氧化物的是氧化铜。
故答案为:氧化铜。
②可证明铁的金属活动性比铜强的实验是乙和丙(稀硫酸能和铁反应,不能和铜反应)。
故答案为:乙和丙。
③甲中氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,发生反应的化学方程式是CuO+H2SO4═CuSO4+H2O。
故答案为:CuO+H2SO4═CuSO4+H2O。
④实验结束后,将三支试管中的剩余物倒入废液缸中,充分混合后过滤,取少量滤渣,向其中滴加稀硫酸,有气泡产生,说明滤渣中含有铁,则过滤后得到的滤渣的成分是铜和铁,滤液中的溶质是硫酸亚铁。
故答案为:铜、铁;硫酸亚铁。
19(2023·上海长宁区区·统考二模)设计实验验证铁、铜的金属活动性顺序。
①将铁片放入硫酸铜溶液中,一段时间后,铁片表面出现 ,请书写化学方程式 ,该反应属于 反应(填化学基本反应类型)。
②实验结束后,收集得到含硫酸铜、硫酸亚铁的废液。为回收废液中的铜,设计如下实验。
步骤Ⅲ的作用是 ,步骤Ⅳ中操作的名称是 ,最终能得到 mol的铜。
【答案】①红色物质;Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;置换;
②将滤渣中的铁粉完全反应;过滤;1。
【解答】解:①将铁片放入硫酸铜溶液中,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,一段时间后,铁片表面出现红色物质;该反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;该反应符合单换单、价改变的特征,基本反应类型属于置换反应。
②由流程图可知,步骤Ⅱ过滤之后的滤渣中含有过量的铁粉和生成的铜,而最终要得到铜和硫酸亚铁溶液,则步骤Ⅲ的作用是:将滤渣中的铁粉完全反应;步骤Ⅳ是将固体和液体分离,则操作的名称是过滤;由铁和铜反应的化学方程式Fe+CuSO4=FeSO4+Cu可知,1mol铁能置换出1mol铜,而铁完全反应,则最终能得到1mol的铜。
故答案为:
①红色物质;Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;置换;
②将滤渣中的铁粉完全反应;过滤;1。
20.(2024·上海松江·二模)铜是人类最早使用的金属之一,我国商代就有了璀璨的青铜文明。
(1)古代工匠以孔雀石 和木炭为原料进行火法炼铜。加热时,孔雀石可分解生成氧化铜和水、二氧化碳。配平反应的化学方程式为: CuO+ H2O+ CO2↑;
(2)木炭和生成的氧化铜反应炼出铜,写出反应的化学方程式 ,反应中碳和氧化铜物质的量之比为 。古籍《采铜炼铜记》记载,“……用碳八九千斤,不过得铜五六百斤”,发现消耗掉碳物质的量大于氧化铜物质的量,写出可能的原因: 。(用化学方程式表示)
【答案】(1) 2 1 1
(2) 1:2 (合理即可)
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含2个Cu,生成物中也应含2个Cu,故氧化铜的化学计量数为2,反应物中含2个H,生成物中也应含2个H,故水的化学计量数为1,反应物中含1个C,生成物中也应含1个C,故二氧化碳的化学计量数为1,观察,配平后,化学反应前后,氧原子的个数相等,故填:2、1、1;
(2)木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
由化学方程式可知,反应中碳和氧化铜的物质的量之比为:1:2;
高温下,碳能燃烧生成二氧化碳,故消耗掉碳物质的量大于氧化铜物质的量,该反应的化学方程式为:。
21.(2024·上海普陀·二模)金属材料在日常生活、工业上有广泛应用。
(1)铁是生活中应用最多的金属。铁易生锈,形成Fe2O3,Fe2O3属于 (选填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”),Fe2O3可用盐酸除去,写出反应的化学方程式 。
(2)铝具有良好的延展性。“延展性”属于 (选填“物理性质”或“化学性质”)。冶炼铝时,先将冰晶石高温熔化,再将Al2O3加入,待Al2O3溶解后进行电解,该过程冰晶石可以看作 (选填“溶质”或“溶剂”)。
(3)孔雀石(主要含Cu2(OH)2CO3)可以冶炼铜。孔雀石中元素含量最高的是 ;将1 mol Cu2(OH)2CO3中的铜完全冶炼出来,可以得到单质铜 mol。
(4)人类有规模使用金属单质的顺序是铜、铁、铝,请分析上述顺序的原因是 (写出一条)。
【答案】(1) 氧化物
(2) 物理性质 溶剂
(3) Cu 2
(4)活动性越弱,越容易冶炼
【详解】(1)Fe2O3是由铁元素和氧元素组成的化合物,属于氧化物;氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为:;
(2)延展性是物质的物理属性,表示材料在受力作用下能够产生塑性变形而不破裂的能力,属于物理性质;根据描述,熔化的冰晶石可以溶解氧化铝,故该过程冰晶石可以看作溶剂;
(3)Cu2(OH)2CO3中Cu、O、H、C元素的质量比为,含量最高的元素是Cu元素;依据质量守恒定律,反应前后原子的个数不变,故将1 mol Cu2(OH)2CO3中的铜完全冶炼出来,可以得到2 mol 的单质铜;
(4)活动性:铜<铁<铝,活动性越弱,越容易冶炼。
22.(2024上海二模)化学实验是学习化学的重要活动。
活动一:研究气体的制取和性质
(1)用装置制A制取O2的化学反应方程式为 ,制取3.2g氧气需要过氧化氢的物质的量为 mol。
(2)装置B和C具有“随开随用,随关随停”的优点,该装置对反应物中固体药品的要求是 ;B和C中处于暂停产生气体状态的是 (选填“B”或“C”)。若选择D装置收集二氧化碳,气体应从 (填“a”或“b”)口进入。
(3)向装置E中的广口瓶中加入适量稀盐酸,关闭活塞振荡,观察到产生大量气泡,碳酸钙粉末全部溶解,气球变大。然后再将足量的氢氧化钠溶液加入广口瓶中,关闭活塞振荡,观察到的现象是 。
活动二:研究金属的活动性和回收金属
小组设计下图1实验来验证铁、铜、银的金属活动性顺序,并在实验后按照下图2所示流程从试管B的溶液中回收铜和银。
(4)试管B中发生的反应方程式为 。
(5)图1中的方案,能否达到实验目的?请说明理由,若不能达到实验目的,请完善实验方案。
(6)分析图2的处理流程:滤液里一定含有的溶质是 ,加入铁粉的质量 (选填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)所得滤渣的质量。
【答案】(1) 0.2
(2) 块状(或粒状)固体 B a
(3)气体变小,产生白色沉淀
(4)
(5)不能达到实验目的,试管A可得出在金属活动性顺序里,铁排在氢前,试管B可得出铜比银活泼,无法得出铁和铜的金属活动性顺序,补充实验方案:取少量稀盐酸于试管中,插入铜丝
(6) 硝酸亚铁/Fe(NO3)2 <
【详解】(1)A装置适用于固液不加热反应制取气体,适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应的化学方程式为:;
3.2g氧气的物质的量为:3.2g÷32g/mol=0.1mol
解:设需要过氧化氢的物质的量为x
x=0.2mol
答:制取3.2g氧气需要过氧化氢的物质的量为0.2mol;
(2)装置B和C为启普发生器,具有“随开随用,随关随停”的优点,该装置对反应物中固体药品的要求是块状(或粒状)固体,这样固体才能置于启普发生器的中间容器中,才能实现固液分离;
由图可知,B装置中实现了固液分离,可以暂停产生气体;
若选择D装置收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,气体应从a口进入;
(3)向装置E中的广口瓶中加入适量稀盐酸,关闭活塞振荡,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,故观察到产生大量气泡,碳酸钙粉末全部溶解,气球变大。然后再将足量的氢氧化钠溶液加入广口瓶中,关闭活塞振荡,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被消耗,气体减少,压强减小,氯化钙和反应生成的碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,故现象是:产生白色沉淀、气体变小;
(4)试管B中发生的反应为铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,该反应的化学方程式为:;
(5)试管A中铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,产生气泡,说明在金属活动性顺序里,铁排在氢前,试管B中,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,有银白色固体析出,说明铜比银活泼,无法得出铁、铜的金属活动性顺序,故图1中的方案不能达到实验目的,要想探究铁和铜的金属活动性顺序,可补充实验,取少量稀盐酸于试管中,插入铜丝,无明显现象,说明在金属活动性顺序里,铜排在氢后,可得出铁比铜活泼;
(6)金属活动性:铁>铜>银,向硝酸银和硝酸铜的溶液中加入铁粉,铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,待硝酸银完全反应后,铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,向滤渣中加入稀盐酸,无明显现象,说明铁已经完全反应,铁一定与硝酸银反应生成了硝酸亚铁,故滤液里一定含有的溶质是:硝酸亚铁;
铁与硝酸银反应:,56份质量的铁置换出216份质量的银,固体质量增加,铁与硝酸铜反应:,56份质量的铁置换出64份质量的铜,固体质量增加,故加入铁粉的质量<所得滤渣的质量
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