内容正文:
专题9 化学反应的调控
课题3 防止金属腐蚀的措施
第1课时 金属的活动性顺序
教学目标
1.认识常见金属的化学性质;
2.掌握金属与酸、金属与盐溶液的反应;
3.理解金属活动性顺序,并能进行简单的应用。
重点和难点
重点: 金属的化学性质;金属活动性顺序及其应用。
难点: 金属活动性顺序的应用。
◆知识点一 金属的化学性质
1. 金属与氧气的反应
(1)大部分的金属能与氧气在不同的条件下发生反应,生成金属氧化物。
(2)常见金属与氧气的反应
金属
与氧气反应现象
反应物
反应条件与剧烈程度
钠
氧化钠
下 反应,非常剧烈
镁
在 中 ,发出耀眼的白光
氧化镁
在 中 即可剧烈反应
铁
细铁丝在 中 ,火星四射
四氧化三铁
在 中不能燃烧,在 中剧烈燃烧
铜
在空气中 表面
氧化铜
在空气中 缓慢反应
金
在氧气中灼烧 ,保持光亮
不反应
高温也不与氧气反应,很
2. 金属与酸的反应
实验探究:金属与稀硫酸的反应
实验步骤
取锌粒、铜片分别放入两支试管中,各加入1~2滴管稀硫酸,观察并记录实验现象。
实验现象
锌粒表面产生 气泡,锌粒逐渐溶解;
铜片表面无明显变化。
实验结论
能与稀硫酸反应, 不能与稀硫酸反应。
化学方程式
金属活动性
根据金属与酸混合时是否有氢气产生将金属分为两类: 和
3. 金属与盐的反应
实验探究:金属与盐的反应
实验步骤
取铜片分别放入两支试管中,向其中一支试管中滴加 1 ~ 2 滴管硝酸银溶液;在另一支试管中滴加 1 ~ 2 滴管硫酸亚铁溶液。观察并记录实验现象。
实验装置图
实验现象
铜表面有 产生,溶液由
。
。
实验结论
铜 与硝酸银溶液反应
铜 与硫酸亚铁溶液反应
化学方程式
无
金属的活动性
通过金属与盐溶液是否反应可以判断 。
特别提醒:
1.铁与稀盐酸和稀硫酸反应的生成物中,铁的化合价为+2价。
2.含有Fe2+的溶液为浅绿色。
即学即练
1.下列有关实验现象的描述错误的是
A.铜丝在空气中受热变黑
B.硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰
C.镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光
D.碳在空气中燃烧生成黑色固体
2. 《天工开物·五金》关于黄金的记载“凡金箔,每金七厘造方寸金一千……凡金质至重,性又柔,可屈折如枝柳……熔化成形之后,住世永无变更”。下列说法错误的是
A.“金箔”说明金具有良好的延展性
B.“凡金质至重”,说明金的密度大
C.“可屈折如枝柳”说明金的硬度大
D.“永无变更”说明金的化学性质稳定
◆知识点二 金属活动性顺序
1.湿法炼铜
(1)中国的湿法炼铜是世界上 的湿法冶金技术。
(2)硫酸铜古称 、胆矾、石胆等,湿法炼铜又称 。
(3)湿法炼铜工艺:将铜矿中难溶于水的含铜的化合物转变为 ,再将铁放入硫酸铜溶液中, 出铜。
(4)晋代葛洪《抱朴子内篇·黄白》中有“以曾青涂铁,铁赤色如铜”的记载。南北朝时,人们认识到其他
也能与铁发生反应。
2.实验探究:铁与硫酸铜溶液、氯化铜溶液的反应
实验步骤
取两支试管,各放入一根铁丝,分别加入少量硫酸铜溶液、氯化铜溶液。观察并记录。
现象记录
两根铁丝表面都有 固体析出。
实验结论
铁能与 发生置换反应。
化学方程式
。
金属活动性
金属都能与盐溶液发生置换反应吗?
把一金属片放入硫酸铜溶液中,一段时间后,可观察到金属片表面出现 固体,由此判断得出,该金属与硫酸铜溶液 。
3.实验探究:探究金属与盐溶液的反应
(1) 在三只表面皿中分别放入一颗锌粒、一根铁丝、一根银丝。
(2)向放有锌粒的表面皿中滴加 1 滴管硫酸铜溶液,向放有铁丝的表面皿中滴加 1 滴管硝酸银溶液,向放有银丝的表面皿中滴加 1 滴管硝酸铜溶液。观察并记录实验现象。
金属与盐溶液
锌与硫酸铜溶液
铁与硝酸银溶液
银与硝酸铜溶液
实验图示
实验现象
锌粒表面有 出现
铁丝表面有 出现
银丝表面
反应能否进行
化学方程式
无
金属活动性
4.常见金属活动性顺序
金属在水溶液中的活动性顺序:
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金
K Ca Na Sn Pb (H) Hg Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
巧记金属活动性顺序:嫁给那美女,身体细且轻,统共一百斤。
5.金属活动性顺序的应用
(1)判断不同金属的活动性强弱:在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,活动性 。
(2)判断金属能否与酸反应:一般情况下,位于 的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的 ;
(3)判断金属能否与金属化合物溶液反应:在金属活动性顺序中,位于 的金属能把位于 的金属从它们的 中置换出来。
特别提醒:
金属与盐反应的条件:
(1)盐必须是溶液才能反应,固体不能用于和金属发生置换反应。
(2)K、Ca、Na太活泼,常温下和水反应,不能置换出盐溶液中的金属。
(3)只有前面的金属能把后面的金属从它们的盐溶液中置换出来,反过来不可以。
即学即练
1.根据金属活动性顺序判断,下列各组物质不能发生化学反应的是
A.Hg与溶液 B.Cu与溶液
C.Zn与溶液 D.Al与稀盐酸
2.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,不能验证三种金属中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
一、 金属的化学性质
1. 金属与氧气反应:
(1)金属与氧气反应的难易程度和剧烈程度不同。
(2)镁在空气中燃烧发出耀眼的白光;细铁丝在空气中不能燃烧,氧气中剧烈燃烧;铜丝在空气中加热时表明生成黑色的氧化铜;金不与氧气反应,化学性质稳定。
2. 金属与酸反应:活泼金属+酸→盐+H2↑( 反应)
(1)反应条件:①金属活动性排在H前;②酸只能是盐酸或稀硫酸
(2)几种金属与盐酸或稀硫酸的反应
铝
镁
锌
铁
现象
产生 ,固体逐渐溶解
产生 ,固体逐渐溶解
产生 ,固体逐渐溶解,
产生 ,固体逐渐溶解,溶液由无色变为
化学方程式
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
2Al+3H2SO4 = Al2(SO4)3+3H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
氯化亚铁和硫酸亚铁溶液均为 色。
铜与稀盐酸、稀硫酸不反应。
3.金属与盐反应:金属+盐→新金属+新盐 ( 反应)
(1)反应条件:①参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性②盐必须是溶液③K、Ca、Na除外。
(2)几个反应
实验
锌与硫酸铜溶液
铁与硝酸银溶液
银丝与硝酸铜溶液
现象
锌粒表面有 色固体产生,溶液由 色逐渐变为 色。
铁丝表面有 色固体产生,溶液由 色逐渐变为 色。
无明显现象
化学方程式
无
实践应用
1.在常温下,下列物质不能由金属与稀硫酸或稀盐酸反应制得的是
A. B. C. D.
2.金属与人类关系紧密,只有一种化合价的金属R能发生如下反应:R+3AgNO3=R(NO3)3+3Ag,下列说法正确的是
A.金属R的氧化物的化学式为RO B.R一定能和稀盐酸反应放出氢气
C.金属活动性:R>Ag D.该反应发生后溶液的质量一定增加
二、 金属活动性顺序
1.金属活动性由强到弱的顺序:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
2.金属活动性顺序的应用
(1)判断不同金属的活动性强弱:金属的位置越靠前,活动性越 。
(2)判断金属能否与酸反应:位于 的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢元素。
(3)判断金属能否与金属化合物溶液反应:位于 的金属能把位于 的金属从其化合物的溶液里置换出来。
3.设计实验验证金属活动性顺序
(1)比较两种金属活动性:
方法①:选择 和 。将一种金属插入另一种金属的化合物溶液中,能反应活动性 ,不能反应活动性 。
方法②:若有一种金属在H前,将两种金属分别插入稀盐酸或稀硫酸中,能反应的活动性 ,不能反应的活动性 。
(2)比较三种金属活动性的方法:
方法①:“ ”:选择活动性 和活动性 溶液。将两边的金属插入中间金属的化合物溶液中,能反应的在前面,不能反应的在后面。
方法②:“ ”:选择活动性 溶液和活动性 。将中间的金属插入两边金属的化合物溶液中,能反应的在后面,不能反应的在前面。
实践应用
1.金属镍在制造钱币、不锈钢、催化剂等方面有着广泛的应用。为探究镍(Ni)、锌、铜的金属活动性顺序,小明做了如图所示的实验,发现A试管中镍丝表面无现象,B试管中镍丝表面出现红色物质,则三种金属活动性由强到弱的顺序是
A.Ni、Zn、Cu B.Zn、Cu、Ni C.Zn、Ni、Cu D.Cu、Ni、Zn
2.为验证银、铁、铜三种金属的活动性顺序,小于同学做了如图所示实验,三支试管里的液体均为稀硫酸。下列说法错误的是
A.金属丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨
B.该组实验不能判断铜、银的金属活动性顺序
C.将a试管中的溶液换为硫酸铜溶液可达到实验目的
D.将b试管中的溶液换为硫酸铜溶液可达到实验目的
考点一 金属与氧气反应
【例1】下列实验现象的描述错误的是
A.铁丝在空气中燃烧火星四射 B.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光
C.铜在空气中加热表面变黑 D.钠在空气中切面很快变暗
解题要点
1.大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同。
2.铝常温下就能与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,故铝具有很好的抗腐蚀性能。
3.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光;细铁丝在空气中不能燃烧,氧气中剧烈燃烧;铜丝在空气中加热时表明生成黑色的氧化铜。
4.金在常温或高温下都不与氧气反应,即“真金不怕火炼”,说明金的化学性质稳定。
【变式1-1】我国炼丹专家魏伯阳著有《周易参同契》,书中写到“金入于猛火,色不夺精光”。这句话是指黄金的性质在强热条件下
A.很稳定 B.很活泼 C.易氧化 D.易还原
【变式1-2】铝制品比铁制品抗腐蚀能力强的原因是
A.铝的密度小于铁的密度
B.铝的熔点低于铁的熔点
C.铝的导电性比铁强
D.铝的表面有一层致密的氧化膜,而铁没有
考点二 金属与稀盐酸和稀硫酸反应
【例2】下列物质能由金属和酸反应直接制取的是
A.CuCl2 B.FeCl3 C.ZnCl2 D.AgCl
解题要点
1. 镁、锌、铁能与稀盐酸和稀硫酸反应产生氢气,镁反应最剧烈,锌次之,铁最慢。
2. 铜不能与稀盐酸和稀硫酸反应。
3. 镁、锌、铁的活泼性比铜强。
【变式2-1】下列置换反应书写正确的是
A.Cu+2AgCl=CuCl2+2Ag B.Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4
C.Hg+H2SO4=HgSO4+H2↑ D.2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
【变式2-2】黄金是金对应的单质,化学性质很稳定。而“假黄金”是铜锌合金,颜色和外观与黄金相似。下列不能区分黄金与“假黄金”的方案是
A.在空气中灼烧 B.放在盐酸中
C.观察颜色 D.比较硬度的大小
考点三 金属与酸反应的图像
【例3】等质量的甲、乙、丙三种金属分别与三份等质量且足量的稀硫酸充分反应(反应后甲、乙、丙三种金属元素均显+2价),生成氢气的质量与反应时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.生成氢气的质量:甲>丙>乙 B.反应消耗稀硫酸的质量相同
C.所得溶液的质量:甲<乙<丙 D.相对原子质量:甲>乙>丙
解题要点
1. 金属越活泼,产生氢气的速率越快(生成H2的速率:Mg>Al>Zn>Fe)。
2.与等质量等浓度的酸反应,金属过量时,生成H2的质量相等。
3.酸足量时,要得到相等质量的氢气,消耗金属的质量为Zn>Fe>Mg>Al
4. 酸足量,产生氢气的质量由金属决定,【金属相对原子质量/金属化合价】的值越小,产生氢气的质量越多。
5.要关注图像的起点、转折点、曲线的斜率。
6.反应速率越快,曲线越靠近Y轴。
【变式3-1】为了探究金属与酸反应的规律,某实验小组进行了如下实验,取等质量的铁片、镁片、锌片分别与等体积、等浓度的稀盐酸反应,用温度传感器测得反应温度变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.金属与酸的反应是放热反应
B.100s时,锌还在继续反应
C.反应结束时,三种金属产生氢气的质量:Mg>Fe>Zn
D.50s时铁与酸反应放出的热量最少
【变式3-2】分别向足量的金属镁、锌的烧杯中加入一定量的相同的稀盐酸,(横坐标表示反应时间,纵坐标表示氢气质量)下列图像关系中正确的是
A.B.C. D.
考点四 金属活动性顺序的应用
【例4】金属活动性顺序可用来预测常见金属的某些化学性质。请你判断下列物质间能发生反应的是
A.铜和稀硫酸 B.铝和硫酸镁溶液 C.锌和稀盐酸 D.银和硝酸铜溶液
解题要点
1.判断不同金属的活动性强弱:金属的位置越靠前,活动性越强。
2.判断金属能否与酸反应:位于氢之前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢元素。
3.判断金属能否与金属化合物溶液反应:位于前面的金属能把位于后面的金属从其化合物的溶液里置换出来。
4.金属与金属化合物反应的条件:①K、Ca、Na除外;②金属化合物必须是溶液;③只能“前换后”。
【变式4-1】将金属和铜片投入稀盐酸中,金属和稀盐酸反应有气泡产生,铜片无明显现象;将镁条插入的盐溶液中,如果有析出,则、、的金属活泼性由强到弱的顺序是
A.、、 B.、、 C.、、 D.、、
【变式4-2】小贝用铜板来制作金属蚀刻版画,下列可作腐蚀试剂的是
A.硝酸银溶液 B.稀盐酸
C.稀硫酸 D.氯化亚铁溶液
考点五 金属的活动性强弱的实验探究
【例5】现欲探究铝、铁的金属活动性顺序,下列实验方案能得出两种金属的活动性顺序的是
A.将铝片和铁片分别放入等体积等浓度的稀盐酸中,观察反应剧烈程度
B.将铝片和铁片分别放入蒸馏水中,观察是否有气泡产生
C.将铝片和铁片分别放入等体积等浓度的氢氧化钠溶液中,观察是否有气体产生
D.将铝片和铁片分别放入等体积等浓度的硫酸铜溶液中,观察是否有红色固体析出
解题要点
探究金属活动性强弱的实验试剂的选择
1. 两种金属:
(1)若有一种金属在H前,可选择两种金属的单质和稀盐酸(或稀硫酸)。
(2)选择一种金属和另一种金属的化合物溶液。
2.三种金属:
(1)“两金夹一盐”:选择活动性最强和最弱的两种金属单质和活动性居中的金属化合物溶液。
例:比较Zn、Fe、Cu活动性,选择Zn、FeSO4溶液、Cu;
(2)“两盐夹一金”:选择活动性最强和最弱的两种金属的化合物溶液和活动性居中的金属单质。
例:比较Zn、Fe、Cu活动性,选择ZnSO4溶液、Fe、CuSO4溶液;
【变式5-1】某实验组对镍、铁、铜的金属活动性顺序进行实验探究。请补充下列实验报告。
【猜想】结合已知的金属活动性顺序,小组同学作出如下猜想。
(1)猜想一:;猜想二: ;猜想三:。
【实验】
(2)填写下列表格。
实验内容
现象
结论
①
镍片上有气泡产生
猜想 错误
②向试管中加入适量溶液,将用砂纸打磨过的铁片浸入溶液中
铁片上
猜想二正确
(3)实验②中发生反应的化学方程式为 。
【结论】
(4)三种金属的活动性顺序为 。
【变式5-2】在学习金属的化学性质时,老师在课堂给学生们演示了如图实验:
【给出资料】M 是一种金属,MSO4溶液是无色液体
【实验目的】探究 M 与铜、铝的活动性顺序
【猜想与假设】
(1)猜想 I : Al > Cu > M
猜想 II : Al > M > Cu
猜想 III :
【进行实验】
(2)第一步:老师取出 M 丝、铜丝、铝丝用砂纸进行打磨,目的是 。
第二步:老师按照如图进行实验,要求同学们填写表格
实验操作
实验现象
实验结论
甲:铝丝插入装有MSO4溶液的试管中
铝丝表面出现一层黑色物质
乙:M丝插入装有CuSO4溶液的试管中
M丝表面出现一层红色物质,溶液的颜色
M > Cu
丙:铝丝插入装有CuSO4溶液的试管中
M丝表面出现一层红色物质,颜色由蓝色变为无色
Al > Cu
第三步:根据表格,可判断猜想 正确。
【交流表达】
(3)老师要求同学们写出试管丙中反应的化学方程式 。然后经同学们讨论后大家认为该实验可以优化,去掉试管 (填试管编号)中的实验,也可以得出正确的结论。
考点六 滤渣滤液成分的判断
【例6】向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生。下列说法正确的是
A.滤液有可能呈蓝色 B.所得滤液的质量一定比原溶液的质量小
C.滤渣中有Zn和Cu D.滤液中溶质只有ZnCl2
解题要点
两个反应先后顺序的判断方法:将反应中涉及的金属按活动性顺序由强到弱排列,二者离得远的先反应,离得近的后反应。如:向Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉,Fe先与AgNO3反应,反应结束后,Fe再与Cu(NO3)2反应。
【变式6-1】向溶液中加入一定量的镁粉和铁粉,充分反应后过滤,再向过滤出的固体中滴加稀盐酸,发现有气泡产生,则下列结论正确的个数是
①滤渣中一定含有和 ②滤渣中一定含有和
③滤液中一定不含,一定含有 ④滤液一定是浅绿色
A.4 B.3 C.2 D.1
【变式6-2】向含有AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀硫酸,有气体生成,则滤出的固体一定为
A.Cu、Ag 两种单质的混合物 B.Cu、Fe两种单质的混合物
C.Ag、Fe两种单质的混合物 D.Ag、Cu、Fe三种单质的混合物
基础达标
1.(2025·四川·中考真题)下列金属不能与稀反应的是
A. B. C. D.
2.(2025·上海宝山·二模)能从FeSO4溶液中置换出Fe的金属是
A.铁 B.铜 C.锌 D.银
3.根据金属活动性顺序判断,下列各组物质不能发生化学反应的是
A.Hg与溶液 B.Cu与溶液
C.Zn与溶液 D.Al与稀盐酸
4.(2025·上海杨浦·二模)项目组同学利用生锈的薄铁片制作金属书签。在制作花纹时,使用硫酸铜溶液刻蚀铁片,铁片表面会出现的颜色是
A.黑色 B.蓝色 C.红色 D.白色
5.(24-25九年级上·河南南阳·期末)通过下列三个实验,探究X、Y、Z三种金属的活动性顺序:不反应、、不反应,则X、Y和Z的金属活动性由强到弱和(H)的位置顺序正确的是
A.Y B. C. D.
6.(24-25九年级下·上海闵行·阶段练习)下列现象和事实,可用金属活动性作出合理解释的是
①实验室中金属钠通常保存在煤油里,而铁保存在干燥的空气中
②地壳中铝元素通常以化合态存在,而金元素以游离态存在
③用硫酸铜溶液,石灰水配制农药波尔多液时,不宜用铁质的容器盛放
④金属锌粒比镁带与同浓度稀硫酸反应速率适中,更适于实验室制取氢气
A.①③ B.①②③④ C.③④ D.①③④
7.(2025·湖北武汉·模拟预测)近期网络上掀起了一阵“居家打金”的热潮,利用喷枪高温使黄金融化,倒入模具,冷却打磨后,精美的黄金饰品就诞生了。黄金的下列性质中属于化学性质的是
A.熔点较高 B.高温不易被氧化 C.延展性好 D.良好的导电性
8.(2025·云南昆明·三模)金属镍被广泛用于制造合金,其金属活动性介于铁和锡之间。以下对镍的化学性质预测错误的是
A.能与硝酸镁溶液反应 B.能与氧气反应
C.能与醋酸(醋酸与盐酸化学性质相似)反应 D.能与硫酸铜溶液反应
9.(2025·甘肃武威·二模)有甲、乙、丙三种金属,将乙和丙分别浸入稀硫酸中,乙溶解而丙不溶;若将丙浸入甲的硝酸盐溶液中,则析出甲,这三种金属的活动性由强到弱的顺序是
A.甲>乙>丙 B.甲>丙>乙 C.乙>甲>丙 D.乙>丙>甲
10.某种废旧手机部件中含有Sn(锡)、Mg、Al、Ag等。将该种废旧手机粉碎并浸入足量稀硫酸中充分反应后,过滤可回收到的金属有
A.Sn B.Mg C.Al D.Ag
11.(2025·山东临沂·一模)某学习小组为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性,设计了下列四组实验:
①将Fe片、Ag片分别插入硫酸铜溶液中②将Cu片分别插入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中③将Ag片插入硫酸铜溶液中,将Cu片插入硫酸亚铁溶液中④将Fe、Cu、Ag三种金属分别插入稀硫酸中。其中可以达到目的的是
A.①③④ B.②③④ C.①②③ D.①②④
12.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,不能验证三种金属中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
13.(24-25九年级下·上海闵行·阶段练习)将一定质量的放入和的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,下列说法错误的是
A.滤渣中只含有时,滤液一定呈蓝色
B.滤渣中含有和时,滤液可能呈蓝色
C.滤液中的溶质只有时,滤渣中一定含有
D.滤渣中含有时,滤液中的溶质一定没有
14.(24-25九年级下·上海黄浦·阶段练习)为探究金属活动性顺序,学习小组设计并进行实验I和II,实验结束后将两实验的废液全部倒入一洁净烧杯中,反应后得到溶液A和固体B实验过程及现象如图所示,下列说法正确的是
A.通过实验I和II能验证Al、Ag、Cu的金属活动性顺序
B.实验反应后固体中一定含有Cu
C.若溶液A呈无色,可能含有AgNO3
D.若溶液A呈蓝色,至少有两种溶质
综合应用
15.已知排在金属活动性顺序表最前几位的活泼金属能与水反应生成对应的碱和氢气。现将一小块金属钠放入硫酸铜稀溶液中,以下现象可能出现的是
A.有白色固体生成 B.有蓝色固体生成
C.有红色固体生成 D.闻到一股刺激性气味
16.(2025·福建福州·模拟预测)国产大飞机C919机壳采用先进的铝锂合金。已知锂(Li)的活动性比铝强,下列说法错误的是
A.铝锂合金属于金属材料 B.铝表面氧化铝膜可加速生锈
C.铝锂合金的硬度比铝强 D.锂与稀盐酸反应产生氢气
17.(2025·江苏·二模)向盛有一定质量MgSO4、FeSO4和CuSO4混合溶液的烧杯中加入锌粉至过量,使其充分反应(实验过程中溶液均为不饱和状态),烧杯中溶质、溶剂和金属的质量随锌粉质量的变化情况如下图所示。下列说法正确的是
A.曲线乙表示烧杯中金属的质量变化
B.MN段发生反应:Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe
C.当加入的锌粉质量为bg时,若向固体中加入稀盐酸,有气泡产生
D.当加入的锌粉质量为cg时,固体中有2种金属,溶液中有2种溶质
18.(2025·上海闵行·二模)某同学将等质量镁片、铝片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应,装置如图甲,用压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。说法正确的是
A.曲线①A点时反应恰好结束 B.曲线②为镁反应的压强变化曲线
C.最终消耗质量较多的金属是 D.最终二者产生氢气的体积相等
19.(2025·山东烟台·一模)向一定质量的AgNO3和Fe(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉ag,充分反应后过滤,得到一定温度下的滤液(不饱和)和滤渣,向滤渣中加入适量稀盐酸,有气泡产生。则下列有关说法中,正确的是(相对原子质量:Ag-108 Zn-65)
A.滤液的颜色一定为浅绿色 B.滤液中的溶质只有Zn(NO3)2
C.滤渣质量一定大于ag D.滤渣中一定有单质Ag和单质Fe
20.(2025·上海杨浦·二模)为减少污染并促进废物利用,小组同学又设计了从废液(含有硫酸亚铁,硫酸铜和硫酸)中回收硫酸亚铁和金属铜的实验方案,以下流程分析正确的是
A.步骤I的操作包括溶解和过滤
B.M与固体A的质量可能相等
C.步骤Ⅱ中观察到有气泡产生,说明N已过量
D.溶液B 与溶液C 所含的溶质种类不相同
拓展培优
21.(2025·上海虹口·二模)实验室的某废液中含有硫酸铜、硫酸亚铁和硫酸锌,为回收其中的某些金属及硫酸锌溶液,如图所示进行实验。
(1)铜、铁、锌三种金属中金属活动性最弱的是 。
(2)步骤I 中反应的化学方程式是 ,若最终得到0.64g 铜,则废液中硫酸铜的物质的量是 mol。
(3)步骤III中物质X是 。
(4)步骤IⅡ、II都可以观察到的现象是 。
22.(2025·上海黄浦·二模)铝 、锡(Sn)和铁是生活中常用的金属材料。
(1)铝的元素符号是 。Sn与稀盐酸反应会生成SnCl2和H2,该反应的基本类型是 。SnCl2中Sn的化合价为 。铝和锡在一定条件下会熔化,金属熔化属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)制作烤鱼时,常会将烤箱温度设置在230℃左右,并用某种金属纸包裹鱼类,根据右表信息,生产这种金属纸应选择 (选填“铝”或“锡”)。
金属
铝
锡
熔点(℃)
660
232
烤鱼时用金属纸包裹鱼类,需避免在其中加入醋,主要原因是 。
(3)用铁回收废液中的金属。某废液中含有硝酸银和硝酸铜且两者的物质的量相等,将一定质量的铁放入该废液中,充分反应。下图是对反应后固体成分及各成分质量分数的分析,请写出其中不合理的柱状图的编号并说明理由 。
23.(2025·上海崇明·二模)铜是重要的金属资源,对促进人类文明起着重要作用。
(1)久置的铜制品表面会生成铜锈,铜锈主要成分为。甲同学以锈蚀严重的废铜屑为原料,设计了回收铜的一种方案。
①铜生成铜锈的转化过程中,空气中参与反应的物质除了氧气外,还有 。
②氧化铜与一氧化碳在加热条件下的反应,体现了一氧化碳的化学性质有 (填“可燃性”或“还原性”);为确定反应结束后氧化铜已消耗完,取出固体, 。
(2)某工厂经预处理后得到550g含和的废液。乙同学用铁粉和稀硫酸测定该废液中的质量分数并回收铜。
实验一:测定该废液中的质量分数。
①废液中加入铁粉后,反应的化学方程式为 。
②固体A中加入过量稀硫酸,观察到有气泡产生,固体A的成分为 。
③将固体B洗涤、干燥、称量,得到6.4g铜,则50g的废液中含有 mol,通过计算可知废液中的质量分数。
实验二:从该废液中回收全部的铜
④为回收该废液中全部的铜,还需在实验一的基础上,从剩余的废液中继续回收,方法是 。
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专题9 化学反应的调控
课题3 防止金属腐蚀的措施
第1课时 金属的活动性顺序
教学目标
1.认识常见金属的化学性质;
2.掌握金属与酸、金属与盐溶液的反应;
3.理解金属活动性顺序,并能进行简单的应用。
重点和难点
重点: 金属的化学性质;金属活动性顺序及其应用。
难点: 金属活动性顺序的应用。
◆知识点一 金属的化学性质
1. 金属与氧气的反应
(1)大部分的金属能与氧气在不同的条件下发生反应,生成金属氧化物。
(2)常见金属与氧气的反应
金属
与氧气反应现象
反应物
反应条件与剧烈程度
钠
切面迅速变暗
氧化钠
常温下迅速反应,非常剧烈
镁
在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光
氧化镁
在空气中点燃即可剧烈反应
铁
细铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射
四氧化三铁
在空气中不能燃烧,在氧气中剧烈燃烧
铜
在空气中加热表面变黑
氧化铜
在空气中加热缓慢反应
金
在氧气中灼烧无明显变化,保持光亮
不反应
高温也不与氧气反应,很稳定
2. 金属与酸的反应
实验探究:金属与稀硫酸的反应
实验步骤
取锌粒、铜片分别放入两支试管中,各加入1~2滴管稀硫酸,观察并记录实验现象。
实验现象
锌粒表面产生较多气泡,锌粒逐渐溶解;
铜片表面无明显变化。
实验结论
锌能与稀硫酸反应,铜不能与稀硫酸反应。
化学方程式
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
金属活动性
锌>铜
根据金属与酸混合时是否有氢气产生将金属分为两类:活泼金属和不活泼金属
3. 金属与盐的反应
实验探究:金属与盐的反应
实验步骤
取铜片分别放入两支试管中,向其中一支试管中滴加 1 ~ 2 滴管硝酸银溶液;在另一支试管中滴加 1 ~ 2 滴管硫酸亚铁溶液。观察并记录实验现象。
实验装置图
实验现象
铜表面有银白色固体产生,溶液由无色逐渐变为蓝色。
无明显现象。
实验结论
铜能与硝酸银溶液反应
铜不能与硫酸亚铁溶液反应
化学方程式
Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
无
金属的活动性
铜>银
铁>铜
通过金属与盐溶液是否反应可以判断金属活动性的强弱。
特别提醒:
1.铁与稀盐酸和稀硫酸反应的生成物中,铁的化合价为+2价。
2.含有Fe2+的溶液为浅绿色。
即学即练
1.下列有关实验现象的描述错误的是
A.铜丝在空气中受热变黑
B.硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰
C.镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光
D.碳在空气中燃烧生成黑色固体
【答案】D
【详解】A、铜丝在空气中加热时,与氧气发生反应,生成黑色固体(氧化铜),说法正确;
B、硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰,说法正确;
C、镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光,生成白色固体,说法正确;
D、碳在空气中燃烧时,若完全燃烧生成二氧化碳气体,若不完全燃烧生成一氧化碳气体,无论哪种情况,产物均为气体,无固体生成,说法错误。
故选D。
2. 《天工开物·五金》关于黄金的记载“凡金箔,每金七厘造方寸金一千……凡金质至重,性又柔,可屈折如枝柳……熔化成形之后,住世永无变更”。下列说法错误的是
A.“金箔”说明金具有良好的延展性
B.“凡金质至重”,说明金的密度大
C.“可屈折如枝柳”说明金的硬度大
D.“永无变更”说明金的化学性质稳定
【答案】C
【详解】A、“凡金箔,每金七厘造方寸金一千”,说明金具有良好的延展性,说法正确,不符合题意;
B、“凡金质至重”,说明金的密度大,说法正确,不符合题意;
C、“性又柔,可屈折如枝柳”,说明金的硬度小,容易被弯曲折叠,说法错误,符合题意;
D、“成形之后,住世永无变更”,说明金的化学性质稳定,很难与其他物质反应,说法正确,不符合题意。
故选:C。
◆知识点二 金属活动性顺序
1.湿法炼铜
(1)中国的湿法炼铜是世界上最早的湿法冶金技术。
(2)硫酸铜古称曾青、胆矾、石胆等,湿法炼铜又称胆铜法。
(3)湿法炼铜工艺:将铜矿中难溶于水的含铜的化合物转变为可溶性的硫酸铜,再将铁放入硫酸铜溶液中,置换出铜。
(4)晋代葛洪《抱朴子内篇·黄白》中有“以曾青涂铁,铁赤色如铜”的记载。南北朝时,人们认识到其他可溶性铜盐也能与铁发生反应。
2.实验探究:铁与硫酸铜溶液、氯化铜溶液的反应
实验步骤
取两支试管,各放入一根铁丝,分别加入少量硫酸铜溶液、氯化铜溶液。观察并记录。
现象记录
两根铁丝表面都有红色固体析出。
实验结论
铁能与铜的盐溶液发生置换反应。
化学方程式
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu;Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu。
金属活动性
铁>铜
金属都能与盐溶液发生置换反应吗?
把一金属片放入硫酸铜溶液中,一段时间后,可观察到金属片表面出现红色固体,由此判断得出,该金属与硫酸铜溶液发生了置换反应。
3.实验探究:探究金属与盐溶液的反应
(1) 在三只表面皿中分别放入一颗锌粒、一根铁丝、一根银丝。
(2)向放有锌粒的表面皿中滴加 1 滴管硫酸铜溶液,向放有铁丝的表面皿中滴加 1 滴管硝酸银溶液,向放有银丝的表面皿中滴加 1 滴管硝酸铜溶液。观察并记录实验现象。
金属与盐溶液
锌与硫酸铜溶液
铁与硝酸银溶液
银与硝酸铜溶液
实验图示
实验现象
锌粒表面有红色固体出现
铁丝表面有银白色固体出现
银丝表面无明显现象
反应能否进行
能
能
否
化学方程式
Zn+CuSO4 =Cu+ZnSO4
Fe+2AgNO3 =2Ag+Fe(NO3)2
无
金属活动性
Zn>Cu
Fe>Ag
Cu>Ag
4.常见金属活动性顺序
金属在水溶液中的活动性顺序:
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
巧记金属活动性顺序:嫁给那美女,身体细且轻,统共一百斤。
5.金属活动性顺序的应用
(1)判断不同金属的活动性强弱:在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,活动性越强。
(2)判断金属能否与酸反应:一般情况下,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢;
(3)判断金属能否与金属化合物溶液反应:在金属活动性顺序中,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
特别提醒:
金属与盐反应的条件:
(1)盐必须是溶液才能反应,固体不能用于和金属发生置换反应。
(2)K、Ca、Na太活泼,常温下和水反应,不能置换出盐溶液中的金属。
(3)只有前面的金属能把后面的金属从它们的盐溶液中置换出来,反过来不可以。
即学即练
1.根据金属活动性顺序判断,下列各组物质不能发生化学反应的是
A.Hg与溶液 B.Cu与溶液
C.Zn与溶液 D.Al与稀盐酸
【答案】B
【分析】在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢,位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来。
【详解】A、金属活动性:汞>银,Hg与硝酸银溶液能发生置换反应,生成银和硝酸汞,故A不符合题意;
B、金属活动性:铜<镁,Cu与硝酸镁溶液不发生化学反应,故B符合题意;
C、金属活动性:锌>铁,Zn与硫酸亚铁溶液能发生置换反应,生成铁和硫酸锌,故C不符合题意;
D、金属活动性顺序中铝排在氢前,铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,故D不符合题意;
故选:B。
2.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,不能验证三种金属中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】B
【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,A正确。
B、①中铁能和硫酸铜反应,说明铁比铜活泼,④中银不能和硫酸反应,说明银的金属活动性位于氢后面,这两个实验没有确认铁的金属活动性比氢强,所以不能验证铁的金属活动性最强,B错误;
C、②中铜能和硝酸银反应,说明铜比银活泼,③中铁能和硫酸反应,说明铁的金属活动性比氢强,这两个实验没有确认银的金属活动性比氢弱,所以不能验证银的活动性最弱,C正确;
D、若试管⑤中X为Cu,Y溶液为稀硫酸,铜不能和硫酸反应,说明铜的金属活动性比氢弱,而③中铁能和硫酸反应,说明铁的金属活动性比氢强,对比可知铁比铜活泼,②中铜能和硝酸银反应,证明铜比银活泼,则能验证金属活动性:Fe>Cu>Ag,D正确。
故选:B。
一、 金属的化学性质
1. 金属与氧气反应:
(1)金属与氧气反应的难易程度和剧烈程度不同。
(2)镁在空气中燃烧发出耀眼的白光;细铁丝在空气中不能燃烧,氧气中剧烈燃烧;铜丝在空气中加热时表明生成黑色的氧化铜;金不与氧气反应,化学性质稳定。
2. 金属与酸反应:活泼金属+酸→盐+H2↑(置换反应)
(1)反应条件:①金属活动性排在H前;②酸只能是盐酸或稀硫酸
(2)几种金属与盐酸或稀硫酸的反应
铝
镁
锌
铁
现象
产生大量气泡,固体逐渐溶解
产生大量气泡,固体逐渐溶解
产生较多气泡,固体逐渐溶解,
产生少量气泡,固体逐渐溶解,溶液由无色变为浅绿色
化学方程式
2Al+6HCl = AlCl3+3H2↑
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑
2Al+3H2SO4 = Al2(SO4)3+3H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
氯化亚铁和硫酸亚铁溶液均为浅绿色。
铜与稀盐酸、稀硫酸不反应。
3.金属与盐反应:金属+盐→新金属+新盐 (置换反应)
(1)反应条件:①参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性②盐必须是溶液③K、Ca、Na除外。
(2)几个反应
实验
锌与硫酸铜溶液
铁与硝酸银溶液
银丝与硝酸铜溶液
现象
锌粒表面有红色固体产生,溶液由蓝色逐渐变为无色。
铁丝表面有银白色固体产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色。
无明显现象
化学方程式
Zn+CuSO4 =Cu+ZnSO4
Fe+2AgNO3 =2Ag+Fe(NO3)2
无
实践应用
1.在常温下,下列物质不能由金属与稀硫酸或稀盐酸反应制得的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A、在金属活动性顺序中,锌排在氢的前面,能与盐酸反应生成氯化锌和氢气,故选项不符合题意;
B、在金属活动性顺序中,铝排在氢的前面,能与硫酸反应生成硫酸铝和氢气,故选项不符合题意;
C、在金属活动性顺序中,镁排在氢的前面,能与硫酸反应生成硫酸镁和氢气,故选项不符合题意;
D、在金属活动性顺序中,铜排在氢的后面,不能和稀硫酸反应,故选项符合题意。
故选D。
2.金属与人类关系紧密,只有一种化合价的金属R能发生如下反应:R+3AgNO3=R(NO3)3+3Ag,下列说法正确的是
A.金属R的氧化物的化学式为RO B.R一定能和稀盐酸反应放出氢气
C.金属活动性:R>Ag D.该反应发生后溶液的质量一定增加
【答案】C
【详解】A、根据化合物中正负化合价代数和为0,设R的化合价为x,硝酸根离子的化合价为-1,由题干中的化学式可得:x+(-1)×3=0,x=+3,同理,设金属R氧化物化学式为,R的化合价为+3,氧的化合价为-2,则(+3)y+(-2)z=0,可得y:z=2:3,所以R的氧化物化学式应为,而不是,此选项错误;
B、题干中R能将银从硝酸银溶液中置换出来,金属活动性顺序表中,位于前面的金属能将位于后面的金属从盐溶液中置换出来,故金属活动性R>Ag。R的金属活动性比银强,但R不一定位于金属活动性顺序中氢之前,若R位于金属活动性顺序中氢之后,与稀盐酸反应不会放出氢气,此选项错误;
C、根据上述分析,金属活动性:R>Ag,此选项正确;
D、R与硝酸银溶液反应的化学方程式为,由于R的相对原子质量不确定,无法判断反应后溶液质量的变化,此选项错误。
故选C。
二、 金属活动性顺序
1.金属活动性由强到弱的顺序:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
2.金属活动性顺序的应用
(1)判断不同金属的活动性强弱:金属的位置越靠前,活动性越强。
(2)判断金属能否与酸反应:位于氢之前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢元素。
(3)判断金属能否与金属化合物溶液反应:位于前面的金属能把位于后面的金属从其化合物的溶液里置换出来。
3.设计实验验证金属活动性顺序
(1)比较两种金属活动性:
方法①:选择一种金属和另一种金属的盐溶液。将一种金属插入另一种金属的化合物溶液中,能反应活动性强,不能反应活动性弱。
方法②:若有一种金属在H前,将两种金属分别插入稀盐酸或稀硫酸中,能反应的活动性强,不能反应的活动性弱。
(2)比较三种金属活动性的方法:
方法①:“两金夹一盐”:选择活动性最强和最弱的两种金属和活动性居中的金属化合物溶液。将两边的金属插入中间金属的化合物溶液中,能反应的在前面,不能反应的在后面。
方法②:“两盐夹一金”:选择活动性最强和最弱的两种金属的化合物溶液和活动性居中的金属。将中间的金属插入两边金属的化合物溶液中,能反应的在后面,不能反应的在前面。
实践应用
1.金属镍在制造钱币、不锈钢、催化剂等方面有着广泛的应用。为探究镍(Ni)、锌、铜的金属活动性顺序,小明做了如图所示的实验,发现A试管中镍丝表面无现象,B试管中镍丝表面出现红色物质,则三种金属活动性由强到弱的顺序是
A.Ni、Zn、Cu B.Zn、Cu、Ni C.Zn、Ni、Cu D.Cu、Ni、Zn
【答案】C
【详解】根据金属活动性顺序的应用可知,排在金属活动性顺序中前面的金属可以把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来。据图可知,A试管中镍丝表面无现象,说明镍没有置换出硫酸锌溶液中的锌,镍不如锌活泼;B试管中镍丝表面出现红色物质,说明镍置换出硫酸铜溶液中的铜,镍比铜活泼。所以三种金属活动性由强到弱的顺序是Zn、Ni、Cu。
综上所述:选择C。
2.为验证银、铁、铜三种金属的活动性顺序,小于同学做了如图所示实验,三支试管里的液体均为稀硫酸。下列说法错误的是
A.金属丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨
B.该组实验不能判断铜、银的金属活动性顺序
C.将a试管中的溶液换为硫酸铜溶液可达到实验目的
D.将b试管中的溶液换为硫酸铜溶液可达到实验目的
【答案】D
【详解】A、金属丝浸⼊溶液前需要先用砂纸打磨,除去表面的保护膜,故A正确;
B、铁排在氢前,能与盐酸反应,铜、银排在氢后,不能与盐酸反应,铁丝表⾯有气泡冒出,银丝和铜丝无明显变化,故B正确;
C、将a试管中的溶液换为硫酸铜溶液,根据反应无明显现象,可证明银的活动性小于铜,b有气体产生,说明铁排在氢前,c无现象,说明铜在氢后,可得出活动性:铁>铜>银,故C正确;
D、将b试管中的溶液换为硫酸铜溶液,可证明铁活动性比铜强,但ac不能确定银和铜的活动性强弱,故D错误。
故选D。
考点一 金属与氧气反应
【例1】下列实验现象的描述错误的是
A.铁丝在空气中燃烧火星四射 B.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光
C.铜在空气中加热表面变黑 D.钠在空气中切面很快变暗
【答案】A
【详解】A、铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中剧烈燃烧,火星四射,故选项说法错误;
B、镁在空气中燃烧,发出耀眼的白光,故选项说法正确;
C、铜在空气中加热,会观察到表面变黑,故选项说法正确;
D、钠在空气中切面很快变暗,失去金属光泽,生成氧化钠,故选项说法正确。
故选A。
解题要点
1.大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同。
2.铝常温下就能与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,故铝具有很好的抗腐蚀性能。
3.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光;细铁丝在空气中不能燃烧,氧气中剧烈燃烧;铜丝在空气中加热时表明生成黑色的氧化铜。
4.金在常温或高温下都不与氧气反应,即“真金不怕火炼”,说明金的化学性质稳定。
【变式1-1】我国炼丹专家魏伯阳著有《周易参同契》,书中写到“金入于猛火,色不夺精光”。这句话是指黄金的性质在强热条件下
A.很稳定 B.很活泼 C.易氧化 D.易还原
【答案】A
【详解】“金入于猛火”却“色不夺精光”,是指黄金在高温下金没有发生变化。说明黄金性质稳定,在加热的条件下不容易与其它物质发生化学反应。故选A。
【变式1-2】铝制品比铁制品抗腐蚀能力强的原因是
A.铝的密度小于铁的密度
B.铝的熔点低于铁的熔点
C.铝的导电性比铁强
D.铝的表面有一层致密的氧化膜,而铁没有
【答案】D
【详解】铝和氧气生成一层致密氧化膜氧化铝,阻止铝进一步腐蚀,故铝制品比铁制品抗腐蚀能力强,故选:D。
考点二 金属与稀盐酸和稀硫酸反应
【例2】下列物质能由金属和酸反应直接制取的是
A.CuCl2 B.FeCl3 C.ZnCl2 D.AgCl
【答案】C
【分析】在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
【详解】A、铜排在氢的后面,不能与酸反应,错误;
B、铁排在氢的前面可以和酸反应,生成的是氯化亚铁而不是氯化铁,错误;
C、锌排在氢的前面可以和酸反应生成ZnCl2,正确;
D、银排在氢的后面,不能与酸反应,错误。
故选C。
解题要点
1. 镁、锌、铁能与稀盐酸和稀硫酸反应产生氢气,镁反应最剧烈,锌次之,铁最慢。
2. 铜不能与稀盐酸和稀硫酸反应。
3. 镁、锌、铁的活泼性比铜强。
【变式2-1】下列置换反应书写正确的是
A.Cu+2AgCl=CuCl2+2Ag B.Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4
C.Hg+H2SO4=HgSO4+H2↑ D.2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
【答案】B
【详解】A、铜的金属活动性比银强,但氯化银难溶于水,不能与氯化银发生置换反应,故选项错误;
B、锌和硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,化学方程式为:Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4,故选项正确;
C、在金属活动顺序中,汞排在氢的后面,汞不能与稀硫酸发生置换反应,故选项错误;
D、铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,故选项错误。
故选B。
【变式2-2】黄金是金对应的单质,化学性质很稳定。而“假黄金”是铜锌合金,颜色和外观与黄金相似。下列不能区分黄金与“假黄金”的方案是
A.在空气中灼烧 B.放在盐酸中
C.观察颜色 D.比较硬度的大小
【答案】C
【详解】A、在空气中灼烧,假黄金中的铜与氧气反应生成氧化铜,会观察到逐渐变黑,而黄金无明显变化,可以鉴别,故方法正确;
B、铜和锌的合金中的锌能与稀盐酸反应放出氢气,而黄金不能与稀盐酸反应,有气泡产生的是为铜锌合金,可以鉴别,故方法正确;
C、因为黄金与假黄金颜色基本相同,无法鉴别,故选项错误;
D、铜锌合金硬度较大,黄金硬度较小,通过比较硬度的大小,可以鉴别,故方法正确。
故选C。
考点三 金属与酸反应的图像
【例3】等质量的甲、乙、丙三种金属分别与三份等质量且足量的稀硫酸充分反应(反应后甲、乙、丙三种金属元素均显+2价),生成氢气的质量与反应时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.生成氢气的质量:甲>丙>乙 B.反应消耗稀硫酸的质量相同
C.所得溶液的质量:甲<乙<丙 D.相对原子质量:甲>乙>丙
【答案】C
【详解】A、生成氢气的质量越大,曲线拐点越高,由图可知,生成氢气的质量:甲>乙>丙,故选项说法不正确;
B、由A分析知,生成氢气的质量:甲>乙>丙,结合质量守恒定律可知,化学反应前后氢元素的质量不变,因此反应消耗稀硫酸的质量:甲>乙>丙,故选项说法不正确;
C、生成氢气的质量关系为甲>乙>丙,根据质量守恒定律可知,等质量金属与足量硫酸反应,生成的氢气全部逸出,则反应后所得溶液质量:甲<乙<丙,故选项说法正确;
D、已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价,设金属M(相对原子质量为m)能与稀硫酸反应,且在生成物中显+2价,则反应的化学方程式为M+H2SO4=MSO4+H2↑,每mg的金属M能反应生成2gH2,金属等质量前提下,m(相对原子质量)越大,完全反应产生的H2越少。根据图像可知,生成氢气的质量:甲>乙>丙,则相对原子质量:丙>乙>甲,故选项说法不正确。
故选C。
解题要点
1. 金属越活泼,产生氢气的速率越快(生成H2的速率:Mg>Al>Zn>Fe)。
2.与等质量等浓度的酸反应,金属过量时,生成H2的质量相等。
3.酸足量时,要得到相等质量的氢气,消耗金属的质量为Zn>Fe>Mg>Al
4. 酸足量,产生氢气的质量由金属决定,【金属相对原子质量/金属化合价】的值越小,产生氢气的质量越多。
5.要关注图像的起点、转折点、曲线的斜率。
6.反应速率越快,曲线越靠近Y轴。
【变式3-1】为了探究金属与酸反应的规律,某实验小组进行了如下实验,取等质量的铁片、镁片、锌片分别与等体积、等浓度的稀盐酸反应,用温度传感器测得反应温度变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.金属与酸的反应是放热反应
B.100s时,锌还在继续反应
C.反应结束时,三种金属产生氢气的质量:Mg>Fe>Zn
D.50s时铁与酸反应放出的热量最少
【答案】C
【详解】A、由图象信息可知,金属和酸反应温度都呈不同程度的升高,所以金属与酸反应是放热反应,故正确;
B、由图象信息可知,100s时,锌和金属反应温度还在继续上升,故锌还在继续与酸反应,故正确;
C、因为题中没有给出相应的物质的质量,无法知道是金属过量还是酸过量,所以无法判断哪种金属产生的氢气质量大,故错误;
D、由图象信息可知,在50s时,铁与酸反应放出的热量最少,镁最多,故正确;
故选C。
【变式3-2】分别向足量的金属镁、锌的烧杯中加入一定量的相同的稀盐酸,(横坐标表示反应时间,纵坐标表示氢气质量)下列图像关系中正确的是
A.B.C. D.
【答案】A
【详解】分别向足量的金属镁、锌的烧杯中加入一定量的相同的稀盐酸,横坐标表示反应时间,纵坐标表示氢气质量,镁和盐酸反应生成氯化镁和氢气,锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,由于金属足量,说明盐酸反应完全,产生的氢气完全来自于酸,酸的量相同,所以最终生成氢气的质量相同,由于镁比锌活泼,所以镁和盐酸的反应速率比锌和盐酸的反应速率快,至完全反应所需的时间镁比锌短,故选A。
考点四 金属活动性顺序的应用
【例4】金属活动性顺序可用来预测常见金属的某些化学性质。请你判断下列物质间能发生反应的是
A.铜和稀硫酸 B.铝和硫酸镁溶液 C.锌和稀盐酸 D.银和硝酸铜溶液
【答案】C
【详解】A 、在金属活动性顺序中,铜位于氢之后,即铜的活动性比氢弱,所以铜不能与稀硫酸发生置换反应,不符合题意;
B、在金属活动性顺序中,铝的活动性比镁弱,所以铝不能将硫酸镁溶液中的镁置换出来,二者不发生反应,不符合题意;
C、在金属活动性顺序中,锌位于氢之前,即锌的活动性比氢强,所以锌能与稀盐酸发生置换反应,生成氯化锌和氢气,符合题意;
D、在金属活动性顺序中,银的活动性比铜弱,所以银不能将硝酸铜溶液中的铜置换出来,二者不发生反应,不符合题意。
故选C。
解题要点
1.判断不同金属的活动性强弱:金属的位置越靠前,活动性越强。
2.判断金属能否与酸反应:位于氢之前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢元素。
3.判断金属能否与金属化合物溶液反应:位于前面的金属能把位于后面的金属从其化合物的溶液里置换出来。
4.金属与金属化合物反应的条件:①K、Ca、Na除外;②金属化合物必须是溶液;③只能“前换后”。
【变式4-1】将金属和铜片投入稀盐酸中,金属和稀盐酸反应有气泡产生,铜片无明显现象;将镁条插入的盐溶液中,如果有析出,则、、的金属活泼性由强到弱的顺序是
A.、、 B.、、 C.、、 D.、、
【答案】B
【详解】将金属M和铜片投入稀盐酸中,金属M和稀盐酸反应有气泡产生,铜片无明显现象;在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。所以金属M的活动性大于氢,铜的活动性小于氢,即M>H>Cu;
将镁条插入M的盐溶液中,如果有M析出;在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。所以镁的活动性大于M,即Mg>M;
综合以上两个结论,Mg>M且M>H>Cu,Mg、M、Cu的金属活泼性由强到弱的顺序是Mg、M、Cu。
故选B。
【变式4-2】小贝用铜板来制作金属蚀刻版画,下列可作腐蚀试剂的是
A.硝酸银溶液 B.稀盐酸
C.稀硫酸 D.氯化亚铁溶液
【答案】A
【详解】A、铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,故A符合题意;
B、铜与稀盐酸不反应,故B不符合题意;
C、铜与稀硫酸不反应,故C不符合题意;
D、铜与氯化亚铁不反应,故D不符合题意。
故选A。
考点五 金属的活动性强弱的实验探究
【例5】现欲探究铝、铁的金属活动性顺序,下列实验方案能得出两种金属的活动性顺序的是
A.将铝片和铁片分别放入等体积等浓度的稀盐酸中,观察反应剧烈程度
B.将铝片和铁片分别放入蒸馏水中,观察是否有气泡产生
C.将铝片和铁片分别放入等体积等浓度的氢氧化钠溶液中,观察是否有气体产生
D.将铝片和铁片分别放入等体积等浓度的硫酸铜溶液中,观察是否有红色固体析出
【答案】A
【详解】A、将铝片和铁片分别放入等体积等浓度的稀盐酸中,金属与酸反应时,反应越剧烈,说明金属的活动性越强。通过观察铝片和铁片与稀盐酸反应的剧烈程度,可以比较出铝和铁的金属活动性顺序,故选项实验方案正确;
B、铝和铁在常温下与蒸馏水都不反应,都不会有气泡产生,所以无法通过该实验比较铝和铁的金属活动性顺序,故选项实验方案不正确;
C、铁与氢氧化钠溶液不反应,铝能与氢氧化钠溶液反应产生氢气,但这只能说明铝能与氢氧化钠溶液发生反应,不能直接比较铝和铁的金属活动性顺序(金属活动性顺序一般是通过金属与酸、盐溶液等反应来比较 ),故选项实验方案不正确;
D、将铝片和铁片分别放入等体积等浓度的硫酸铜溶液中,铝和铁都能置换出硫酸铜溶液中的铜,都有红色固体析出,只能说明铝和铁的活动性都比铜强,但无法比较铝和铁之间的活动性顺序,故选项实验方案不正确。
故选A。
解题要点
探究金属活动性强弱的实验试剂的选择
1. 两种金属:
(1)若有一种金属在H前,可选择两种金属的单质和稀盐酸(或稀硫酸)。
(2)选择一种金属和另一种金属的化合物溶液。
2.三种金属:
(1)“两金夹一盐”:选择活动性最强和最弱的两种金属单质和活动性居中的金属化合物溶液。
例:比较Zn、Fe、Cu活动性,选择Zn、FeSO4溶液、Cu;
(2)“两盐夹一金”:选择活动性最强和最弱的两种金属的化合物溶液和活动性居中的金属单质。
例:比较Zn、Fe、Cu活动性,选择ZnSO4溶液、Fe、CuSO4溶液;
【变式5-1】某实验组对镍、铁、铜的金属活动性顺序进行实验探究。请补充下列实验报告。
【猜想】结合已知的金属活动性顺序,小组同学作出如下猜想。
(1)猜想一:;猜想二: ;猜想三:。
【实验】
(2)填写下列表格。
实验内容
现象
结论
①
镍片上有气泡产生
猜想 错误
②向试管中加入适量溶液,将用砂纸打磨过的铁片浸入溶液中
铁片上
猜想二正确
(3)实验②中发生反应的化学方程式为 。
【结论】
(4)三种金属的活动性顺序为 。
【答案】(1)
(2) 往镍片中加入适量的稀硫酸 三 有固体析出
(3)
(4)
【详解】(1)已知金属活动性,则结合猜想一三可知,猜想二为;
(2)根据实验现象镍片上有气泡产生,活泼金属能与酸反应生成氢气,则实验①往镍片中加入适量的稀硫酸,镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气,有气泡产生,说明金属活动性,由于金属活动性,则金属活动性,说明猜想三错误;
实验②向试管中加入适量溶液,将用砂纸打磨过的铁片浸入溶液中,根据实验结论猜想二正确,说明金属活动性,则铁与硫酸镍反应生成镍和硫酸亚铁,实验现象为铁片上有固体析出;
(3)由第(2)小问分析可知,实验②中发生的反应是铁与硫酸镍反应生成镍和硫酸亚铁,化学方程式为;
(4)由第(2)小问分析可知,三种金属的活动性顺序为。
【变式5-2】在学习金属的化学性质时,老师在课堂给学生们演示了如图实验:
【给出资料】M 是一种金属,MSO4溶液是无色液体
【实验目的】探究 M 与铜、铝的活动性顺序
【猜想与假设】
(1)猜想 I : Al > Cu > M
猜想 II : Al > M > Cu
猜想 III :
【进行实验】
(2)第一步:老师取出 M 丝、铜丝、铝丝用砂纸进行打磨,目的是 。
第二步:老师按照如图进行实验,要求同学们填写表格
实验操作
实验现象
实验结论
甲:铝丝插入装有MSO4溶液的试管中
铝丝表面出现一层黑色物质
乙:M丝插入装有CuSO4溶液的试管中
M丝表面出现一层红色物质,溶液的颜色
M > Cu
丙:铝丝插入装有CuSO4溶液的试管中
M丝表面出现一层红色物质,颜色由蓝色变为无色
Al > Cu
第三步:根据表格,可判断猜想 正确。
【交流表达】
(3)老师要求同学们写出试管丙中反应的化学方程式 。然后经同学们讨论后大家认为该实验可以优化,去掉试管 (填试管编号)中的实验,也可以得出正确的结论。
【答案】(1)M>Al>Cu
(2) 除去金属表面的锈或氧化膜 Al>M 由蓝色变为无色 二
(3) 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu 丙
【详解】(1)三种金属活动性大小Al>Cu是确定的,所以猜想三为:M>Al>Cu;
(2)第一步:由于金属易与空气中的氧气反应会生成锈或氧化膜,所以老师取出M丝、铜丝、铝丝用砂纸进行打磨,目的是:除去金属表面的锈或氧化膜;
第二步:甲:由实验的现象可知,铝能将M从其盐溶液中置换出来,所以金属的活动性是:Al>M;
乙:由于M的金属活动性大于铜的金属活动性,M能将铜从其盐溶液中置换出来生成了铜和MSO4,所以实验的现象是:M丝表面出现一层红色物质,溶液的颜色由蓝色变为无色;
第三步:根据表格可知,三种金属的活动性强弱是:Al>M>Cu,可判断猜想Ⅱ正确;
(3)丙试管中铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,发生反应的化学方程式为:2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu;
甲、乙两组实验即可得出Al>M>Cu的结论,可以去掉试管丙中的实验,也可以得出正确的结论。
考点六 滤渣滤液成分的判断
【例6】向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生。下列说法正确的是
A.滤液有可能呈蓝色 B.所得滤液的质量一定比原溶液的质量小
C.滤渣中有Zn和Cu D.滤液中溶质只有ZnCl2
【答案】C
【分析】根据金属活动性顺序为Mg>Zn>H>Cu,向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,锌不能与MgCl2溶液反应,锌能与CuCl2反应生成氯化锌和铜,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明锌是过量的,锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,则滤液中一定不含氯化铜,滤液中一定含有氯化锌、氯化镁,滤渣中一定含有铜和锌。
【详解】A、金属活动性顺序为Mg>Zn>Cu,向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,锌不能与MgCl2溶液反应,锌能与CuCl2反应生成氯化锌和铜,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明锌是过量的,滤液中一定不含氯化铜,不可能呈蓝色,故选项说法错误;
B、反应的化学方程式为Zn+CuCl2═ZnCl2+Cu,每65份质量的锌可置换出64份质量的铜,所得滤液的质量一定比原溶液的质量大,故选项说法错误;
C、由分析可知,滤渣中有Zn和Cu,故选项说法正确;
D、由分析可知,滤液中溶质有MgCl2、ZnCl2,故选项说法错误;
故选:C。
解题要点
两个反应先后顺序的判断方法:将反应中涉及的金属按活动性顺序由强到弱排列,二者离得远的先反应,离得近的后反应。如:向Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉,Fe先与AgNO3反应,反应结束后,Fe再与Cu(NO3)2反应。
【变式6-1】向溶液中加入一定量的镁粉和铁粉,充分反应后过滤,再向过滤出的固体中滴加稀盐酸,发现有气泡产生,则下列结论正确的个数是
①滤渣中一定含有和 ②滤渣中一定含有和
③滤液中一定不含,一定含有 ④滤液一定是浅绿色
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】C
【详解】向溶液中加入一定量的镁粉和铁粉,硝酸银先和镁反应生成硝酸镁和银,后和铁反应生成硝酸亚铁和银,充分反应后过滤,滤渣中一定有,再向过滤出的固体中滴加稀盐酸,发现有气泡产生,说明滤渣中含有排在氢前的金属,一定含有铁,可能含有镁,则滤液中一定含有硝酸镁,一定不含硝酸银,可能含有硝酸亚铁。根据上述分析①③正确,②④错误;故选C。
【变式6-2】向含有AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀硫酸,有气体生成,则滤出的固体一定为
A.Cu、Ag 两种单质的混合物 B.Cu、Fe两种单质的混合物
C.Ag、Fe两种单质的混合物 D.Ag、Cu、Fe三种单质的混合物
【答案】D
【分析】本题考查金属活动性顺序的应用;金属活动性顺序为:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au;位于氢(H)前的金属能与稀酸反应生成氢气,位于氢后的金属不能,铁(Fe)位于氢前,能与稀硫酸反应生成氢气,铜(Cu)和银(Ag)位于氢后,不能与稀硫酸反应生成氢气;排在前面的金属能把其后的金属从它的盐溶液中置换出来,铁能把银和铜从硝酸银溶液和硝酸铜溶液(即银和铜的硝酸盐溶液)中置换出来。
【详解】向含有和的混合溶液中加入铁粉,发生置换反应,铁优先置换活动性最弱的:;当被完全置换后,剩余的Fe再置换:;过滤后,向滤出的固体滴加稀硫酸有气体生成(氢气),说明滤出固体中一定含有 Fe(因为只有 Fe 能与稀硫酸反应生成氢气),这意味着铁粉有剩余,即铁粉的量足以完全置换和并有剩余,因此:一定被完全置换,滤出固体中一定含有 Ag;剩余的 Fe 会继续置换,滤出固体中一定含有 Cu;同时,剩余的 Fe 也存在于滤出固体中;综上,滤出固体一定含有 Ag、Cu、Fe 三种单质。
故选D。
基础达标
1.(2025·四川·中考真题)下列金属不能与稀反应的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A、铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,不符合题意;
B、锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,不符合题意;
C、镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,不符合题意;
D、在金属活动性顺序里,铜排在氢后,铜与稀硫酸不反应,符合题意。
故选D。
2.(2025·上海宝山·二模)能从FeSO4溶液中置换出Fe的金属是
A.铁 B.铜 C.锌 D.银
【答案】C
【详解】A、铁不能和硫酸亚铁反应,无法置换出铁,故不符合题意;
B、金属铜的活泼性弱与金属铁,不能将金属铁从溶液中置换出来,故不符合题意;
C、金属锌的活泼性强与金属铁,可以将金属铁从溶液中置换出来,故符合题意;
D、金属银的活泼性弱与金属铁,不能将金属铁从溶液中置换出来,故不符合题意。
故选C。
3.根据金属活动性顺序判断,下列各组物质不能发生化学反应的是
A.Hg与溶液 B.Cu与溶液
C.Zn与溶液 D.Al与稀盐酸
【答案】B
【分析】在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢,位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来。
【详解】A、金属活动性:汞>银,Hg与硝酸银溶液能发生置换反应,生成银和硝酸汞,故A不符合题意;
B、金属活动性:铜<镁,Cu与硝酸镁溶液不发生化学反应,故B符合题意;
C、金属活动性:锌>铁,Zn与硫酸亚铁溶液能发生置换反应,生成铁和硫酸锌,故C不符合题意;
D、金属活动性顺序中铝排在氢前,铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,故D不符合题意;
故选:B。
4.(2025·上海杨浦·二模)项目组同学利用生锈的薄铁片制作金属书签。在制作花纹时,使用硫酸铜溶液刻蚀铁片,铁片表面会出现的颜色是
A.黑色 B.蓝色 C.红色 D.白色
【答案】C
【详解】 铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,铜会附着在铁的表面上,铜呈红色,故铁表面出现红色固体。
故选C。
5.(24-25九年级上·河南南阳·期末)通过下列三个实验,探究X、Y、Z三种金属的活动性顺序:不反应、、不反应,则X、Y和Z的金属活动性由强到弱和(H)的位置顺序正确的是
A.Y B. C. D.
【答案】B
【详解】由不反应可知,X不能置换出盐酸中的氢,说明X的位置排在氢之后;由可知,Y能置换出硫酸中的氢,说明Y的位置排在氢之前,即活动性为Y>H>X。由不反应可知,Z不能把X从其盐溶液中置换出来,说明Z的金属活动性小于X,即X>Z,故三种金属的活动顺序为Y>H>X>Z,故选B。
6.(24-25九年级下·上海闵行·阶段练习)下列现象和事实,可用金属活动性作出合理解释的是
①实验室中金属钠通常保存在煤油里,而铁保存在干燥的空气中
②地壳中铝元素通常以化合态存在,而金元素以游离态存在
③用硫酸铜溶液,石灰水配制农药波尔多液时,不宜用铁质的容器盛放
④金属锌粒比镁带与同浓度稀硫酸反应速率适中,更适于实验室制取氢气
A.①③ B.①②③④ C.③④ D.①③④
【答案】B
【详解】①钠比铁活泼,常温下钠易与空气中的氧气或水反应,需保存在煤油中隔绝空气;而铁在干燥空气中较稳定,可用金属活动性作出合理解释,正确;
②铝的金属活动性较强,易与空气中的氧气反应形成氧化铝,故以化合态存在;金的活动性极弱,难以反应,故以游离态存在,可用金属活动性作出合理解释,正确;
③用硫酸铜溶液,石灰水配制农药波尔多液时,不宜用铁质的容器盛放,是因为铁的金属活动性比铜强,会与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜和硫酸亚铁,从而导致铁容器被腐蚀,可用金属活动性作出合理解释,正确;
④镁的金属活动性比锌强,与稀硫酸反应更剧烈,反应速率过快,不易控制;锌反应速率适中,适合实验室制氢气,可用金属活动性作出合理解释,正确;
故选B。
7.(2025·湖北武汉·模拟预测)近期网络上掀起了一阵“居家打金”的热潮,利用喷枪高温使黄金融化,倒入模具,冷却打磨后,精美的黄金饰品就诞生了。黄金的下列性质中属于化学性质的是
A.熔点较高 B.高温不易被氧化 C.延展性好 D.良好的导电性
【答案】B
【详解】A、熔点较高,该性质不需要发生化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意;
B、高温不易被氧化,该性质需要在化学变化中表现出来,属于化学性质,符合题意;
C、延展性好,该性质不需要发生化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意;
D、良好的导电性,该性质不需要发生化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意。
故选:B。
8.(2025·云南昆明·三模)金属镍被广泛用于制造合金,其金属活动性介于铁和锡之间。以下对镍的化学性质预测错误的是
A.能与硝酸镁溶液反应 B.能与氧气反应
C.能与醋酸(醋酸与盐酸化学性质相似)反应 D.能与硫酸铜溶液反应
【答案】A
【详解】A、在金属活动性顺序中,排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。镁的金属活动性比铁强,镍的金属活动性介于铁和锡之间,则镁的金属活动性比镍强,镍不能与硝酸镁溶液反应,该预测错误;
B、铁在一定条件下能与氧气反应,镍的金属活动性介于铁和锡之间,说明镍也能与氧气发生反应,该预测正确;
C、铁能与盐酸反应,醋酸与盐酸化学性质相似,镍的金属活动性介于铁和锡之间,可知镍的金属活动性排在氢前,所以镍能与醋酸反应,该预测正确;
D、镍的金属活动性介于铁和锡之间,说明镍比铜活泼,所以镍能与硫酸铜溶液发生置换反应,该预测正确。
故选A。
9.(2025·甘肃武威·二模)有甲、乙、丙三种金属,将乙和丙分别浸入稀硫酸中,乙溶解而丙不溶;若将丙浸入甲的硝酸盐溶液中,则析出甲,这三种金属的活动性由强到弱的顺序是
A.甲>乙>丙 B.甲>丙>乙 C.乙>甲>丙 D.乙>丙>甲
【答案】D
【详解】有甲、乙、丙三种金属,将乙和丙分别浸入稀硫酸中,乙溶解而丙不溶,说明乙能与稀硫酸反应,而丙不能与稀硫酸反应,说明在金属活动性顺序里,乙排在氢前,丙排在氢后,则乙比丙活泼;若将丙浸入甲的硝酸盐溶液中,则析出甲,说明丙能与甲的硝酸盐反应,则丙比甲活泼,故这三种金属的活动性由强到弱的顺序是:乙>丙>甲。
故选D。
10.某种废旧手机部件中含有Sn(锡)、Mg、Al、Ag等。将该种废旧手机粉碎并浸入足量稀硫酸中充分反应后,过滤可回收到的金属有
A.Sn B.Mg C.Al D.Ag
【答案】D
【详解】在金属活动性顺序中,Mg、Al、Sn都排在氢前面,都能与稀硫酸发生置换反应,生成盐和氢气,而Ag排在氢后面,不能与稀硫酸反应。所以将废旧手机部件浸入足量稀硫酸充分反应后,Mg、Al、Sn会与稀硫酸反应而溶解,Ag不反应,过滤可回收到的金属是Ag。
故选D。
11.(2025·山东临沂·一模)某学习小组为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性,设计了下列四组实验:
①将Fe片、Ag片分别插入硫酸铜溶液中②将Cu片分别插入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中③将Ag片插入硫酸铜溶液中,将Cu片插入硫酸亚铁溶液中④将Fe、Cu、Ag三种金属分别插入稀硫酸中。其中可以达到目的的是
A.①③④ B.②③④ C.①②③ D.①②④
【答案】C
【详解】①将Fe、Ag分别插入硫酸铜溶液中,铁能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,银与硫酸铜不反应,无明显现象,说明铜比银活泼,可以验证三种金属的活动性顺序为Fe>Cu>Ag,正确;
②将Cu片分别插入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中,铜能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,铜与硫酸亚铁不反应,无明显现象,说明铁比铜活泼,可以验证三种金属的活动性顺序为Fe>Cu>Ag,正确;
③将Ag片插入硫酸铜溶液中,银与硫酸铜不反应,无明显现象,说明铜比银活泼,将铜片插入硫酸亚铁溶液中,铜与硫酸亚铁不反应,无明显现象,说明铁比铜活泼,可以验证三种金属的活动性顺序为Fe>Cu>Ag,正确;
④将Fe、Cu、Ag三种金属分别插入稀硫酸中,铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,产生气泡,说明在金属活动性顺序里,铁排在氢前,铜、银与稀硫酸不反应,无明显现象,说明在金属活动性顺序里,铜、银排在氢后,说明铁比铜、银活泼,但是无法验证铜、银的金属活动性顺序,错误;
故能达到目的的是①②③;
故选C。
12.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,不能验证三种金属中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】B
【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,A正确。
B、①中铁能和硫酸铜反应,说明铁比铜活泼,④中银不能和硫酸反应,说明银的金属活动性位于氢后面,这两个实验没有确认铁的金属活动性比氢强,所以不能验证铁的金属活动性最强,B错误;
C、②中铜能和硝酸银反应,说明铜比银活泼,③中铁能和硫酸反应,说明铁的金属活动性比氢强,这两个实验没有确认银的金属活动性比氢弱,所以不能验证银的活动性最弱,C正确;
D、若试管⑤中X为Cu,Y溶液为稀硫酸,铜不能和硫酸反应,说明铜的金属活动性比氢弱,而③中铁能和硫酸反应,说明铁的金属活动性比氢强,对比可知铁比铜活泼,②中铜能和硝酸银反应,证明铜比银活泼,则能验证金属活动性:Fe>Cu>Ag,D正确。
故选:B。
13.(24-25九年级下·上海闵行·阶段练习)将一定质量的放入和的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,下列说法错误的是
A.滤渣中只含有时,滤液一定呈蓝色
B.滤渣中含有和时,滤液可能呈蓝色
C.滤液中的溶质只有时,滤渣中一定含有
D.滤渣中含有时,滤液中的溶质一定没有
【答案】C
【分析】根据金属活动性顺序Zn>H>Cu>Ag,将一定质量的Zn放入和的混合溶液中,锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,待硝酸银反应完,若锌有剩余,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。
【详解】A、滤渣中只含有Ag时,说明硝酸铜没有反应,滤液一定呈蓝色,故A正确;
B、滤渣中含有Cu和Ag时,如果硝酸铜完全反应,则溶液是无色的,如果硝酸铜是部分反应,滤液中含有剩余的硝酸铜,溶液可能是蓝色的,故B正确;
C、滤液中的溶质只有时,说明硝酸银、硝酸铜均反应完全,则滤渣中一定含有银、铜,锌可能恰好反应完全,也可能过量,故滤渣中可能含有锌,故C错误;
D、若滤渣中含有Cu时,说明硝酸银完全反应,硝酸铜部分反应或全部反应,滤液中的溶质一定没有,故D正确;
故选:C。
14.(24-25九年级下·上海黄浦·阶段练习)为探究金属活动性顺序,学习小组设计并进行实验I和II,实验结束后将两实验的废液全部倒入一洁净烧杯中,反应后得到溶液A和固体B实验过程及现象如图所示,下列说法正确的是
A.通过实验I和II能验证Al、Ag、Cu的金属活动性顺序
B.实验反应后固体中一定含有Cu
C.若溶液A呈无色,可能含有AgNO3
D.若溶液A呈蓝色,至少有两种溶质
【答案】AD
【详解】在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
A、通过实验I得到无色溶液和固体,硝酸铜和铝丝反应生成硝酸铝和铜,则铝活动性比铜强,实验II得到蓝色溶液和固体,铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,铜的活动性比银强,则活动性顺序为铝>铜>银,则能验证Al、Ag、Cu的金属活动性顺序,故A正确;
B、实验I得到无色溶液和固体,固体一定为铜,实验II得到蓝色溶液和固体,可能硝酸银和铜没反应完全,硝酸银有剩余,混合后,硝酸银和铜反应,把铜消耗掉,则实验反应后固体中不一定含有Cu,故B不正确;
C、若A是无色溶液,则A中不含硝酸铜,反应的时候,铝先和硝酸银发生置换反应,A溶液为无色,则一定没有AgNO3,故C不正确;
D、若A呈蓝色,则溶液A中含有硝酸铜,实验I生成硝酸铝,则至少有两种溶质,故D正确;
故选 AD。
综合应用
15.已知排在金属活动性顺序表最前几位的活泼金属能与水反应生成对应的碱和氢气。现将一小块金属钠放入硫酸铜稀溶液中,以下现象可能出现的是
A.有白色固体生成 B.有蓝色固体生成
C.有红色固体生成 D.闻到一股刺激性气味
【答案】B
【详解】钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢气是无色无味的气体;生成的氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,没有红色固体生成;
故选:B
16.(2025·福建福州·模拟预测)国产大飞机C919机壳采用先进的铝锂合金。已知锂(Li)的活动性比铝强,下列说法错误的是
A.铝锂合金属于金属材料 B.铝表面氧化铝膜可加速生锈
C.铝锂合金的硬度比铝强 D.锂与稀盐酸反应产生氢气
【答案】B
【详解】A、 金属材料包括纯金属和合金。合金是由两种或多种金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的材料。铝锂合金是铝和锂的合金,因此属于金属材料。该说法正确。
B、 铝在空气中易与氧气反应,表面形成一层致密的氧化铝(Al2O3)膜。这层膜能隔绝空气和水分,防止内部铝进一步被氧化(即防止腐蚀),起到保护作用,而不是加速生锈。因此,“加速生锈”的说法错误。
C、合金通常比其组成金属的硬度更大,因为合金中不同原子的大小和排列方式会阻碍晶体内部的滑动,从而增强硬度和强度。铝锂合金作为合金,其硬度应高于纯铝。该说法正确。
D、 锂的活动性比铝强,而铝在金属活动性顺序中位于氢之前,能与酸反应生成氢气。锂的活动性更强,因此也能与稀盐酸反应生成氢气和氯化锂。该说法正确。
故选B。
17.(2025·江苏·二模)向盛有一定质量MgSO4、FeSO4和CuSO4混合溶液的烧杯中加入锌粉至过量,使其充分反应(实验过程中溶液均为不饱和状态),烧杯中溶质、溶剂和金属的质量随锌粉质量的变化情况如下图所示。下列说法正确的是
A.曲线乙表示烧杯中金属的质量变化
B.MN段发生反应:Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe
C.当加入的锌粉质量为bg时,若向固体中加入稀盐酸,有气泡产生
D.当加入的锌粉质量为cg时,固体中有2种金属,溶液中有2种溶质
【答案】D
【详解】A、金属活动性顺序为Mg>Zn>Fe>Cu,向盛有一定质量MgSO4、FeSO4和CuSO4混合溶液的烧杯中加入锌粉至过量,锌不能与MgSO4溶液反应,锌优先与CuSO4反应生成硫酸锌和铜,CuSO4反应完,锌才能与FeSO4反应生成硫酸锌和铁。锌和硫酸铜反应的化学方程式为Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu,每65份质量的锌可置换出64份质量的铜,烧杯中金属的质量从0开始逐渐增加,溶质的质量也会增加;锌和硫酸亚铁反应的化学方程式为Zn+FeSO4═ZnSO4+Fe,每65份质量的锌可置换出56份质量的铁,烧杯中金属的质量继续增加,溶质的质量会增加,曲线丙表示烧杯中金属的质量变化;曲线乙表示烧杯中溶质质量的变化,错误;
B、根据分析可知,MN段发生反应:Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu,错误;
C、根据分析可知,当加入的锌粉质量为bg时,锌恰好与CuSO4溶液完全反应,此时固体是铜,若向固体中加入稀盐酸,没有气泡产生,错误;
D、当加入的锌粉质量为cg时,锌和硫酸亚铁恰好完全反应,固体中有铜、铁2种金属,溶液中有硫酸锌、硫酸镁2种溶质,正确。
故选D。
18.(2025·上海闵行·二模)某同学将等质量镁片、铝片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应,装置如图甲,用压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。说法正确的是
A.曲线①A点时反应恰好结束 B.曲线②为镁反应的压强变化曲线
C.最终消耗质量较多的金属是 D.最终二者产生氢气的体积相等
【答案】CD
【分析】金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气,金属越活泼,越容易和酸反应。
【详解】A、曲线①中压强达到最高点时反应结束,故说法错误;
B、镁比铝活泼,镁和盐酸反应的速率更快,曲线①为镁反应的压强变化曲线,故说法错误;
C、根据反应关系、可知,生成的氢气质量相等时,消耗镁的质量较大,故说法正确;
D、根据图像可知最后压强相同,生成氢气的体积相等,故说法正确。
故选CD。
19.(2025·山东烟台·一模)向一定质量的AgNO3和Fe(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉ag,充分反应后过滤,得到一定温度下的滤液(不饱和)和滤渣,向滤渣中加入适量稀盐酸,有气泡产生。则下列有关说法中,正确的是(相对原子质量:Ag-108 Zn-65)
A.滤液的颜色一定为浅绿色 B.滤液中的溶质只有Zn(NO3)2
C.滤渣质量一定大于ag D.滤渣中一定有单质Ag和单质Fe
【答案】D
【分析】根据金属活动性顺序:Zn>Fe>H>Ag,因此向一定质量的AgNO3和Fe(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉 ag ,锌先与AgNO3反应生成Zn(NO3)2和银,AgNO3反应完全,若还有锌粉,锌才能与Fe(NO3)2的反应生成Zn(NO3)2和铁。充分反应后过滤,得到一定温度下的滤液(不饱和)和滤渣,向滤液中加入适量稀盐酸,无有气泡产生,说明滤渣中含有氢前面的金属,即滤渣中一定存在银、铁,可能含有锌;综上可知,此过程中发生了锌和AgNO3反应生成银和Zn(NO3)2,AgNO3反应完全,锌与Fe(NO3)2反应生成铁和Zn(NO3)2,Fe(NO3)2可能完全反应也可能部分参加反应,滤液中一定存在Zn(NO3)2,可能存在Fe(NO3)2,一定没有AgNO3。
【详解】A、由分析可知,滤液中一定存在Zn(NO3)2,可能存在Fe(NO3)2,Fe(NO3)2溶液显绿色,滤液的颜色不一定为浅绿色,错误;
B、由分析可知,滤液中一定存在Zn(NO3)2,可能存在Fe(NO3)2,一定没有AgNO3,错误;
C、由分析可知,此过程中发生了锌和AgNO3反应生成银和Zn(NO3)2,AgNO3反应完全,锌与Fe(NO3)2反应生成铁和Zn(NO3)2的反应,Fe(NO3)2可能完全反应也可能部分参加反应,根据化学方程式Zn+2AgNO3═Zn(NO3)2+2Ag、Zn+Fe(NO3)2═Zn(NO3)2+Fe,由方程式可知,每65份质量的锌可置换出216份质量的银,析出的银质量大于加入锌的质量,每65份质量的锌可置换出56份质量的铁,析出铁的质量小于加入锌的质量,,则滤渣质量不一定大于 ag,错误;
D、由分析可知,滤渣中一定存在银、铁,可能含有锌,正确;
故选D。
20.(2025·上海杨浦·二模)为减少污染并促进废物利用,小组同学又设计了从废液(含有硫酸亚铁,硫酸铜和硫酸)中回收硫酸亚铁和金属铜的实验方案,以下流程分析正确的是
A.步骤I的操作包括溶解和过滤
B.M与固体A的质量可能相等
C.步骤Ⅱ中观察到有气泡产生,说明N已过量
D.溶液B 与溶液C 所含的溶质种类不相同
【答案】BD
【分析】从废液(含有硫酸亚铁,硫酸铜和硫酸)中回收硫酸亚铁和金属铜,过量的M为铁,铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,过滤,得到固体A为铁和铜的混合物,溶液B为硫酸亚铁溶液,向固体A中加入过量的N,过滤,得到纯净的铜和溶液C,溶液C结晶得到硫酸亚铁晶体,故N为硫酸,硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,由于硫酸过量,所以溶液C中除硫酸亚铁外还含有少量的硫酸。
【详解】A、步骤I操作目的是将固液分离,为过滤,选项错误;
B、铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,过程中固体质量减轻,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,,固体质量增重,所以M与固体A的质量可能相等,选项正确;
C、步骤Ⅱ为向铜和铁的混合物中加入硫酸,观察到不再有气泡产生,说明硫酸已过量,选项错误;
D、溶液B中溶质为硫酸亚铁,溶液C中溶质为硫酸亚铁和硫酸,所含的溶质种类不相同,选项正确;
故选BD。
拓展培优
21.(2025·上海虹口·二模)实验室的某废液中含有硫酸铜、硫酸亚铁和硫酸锌,为回收其中的某些金属及硫酸锌溶液,如图所示进行实验。
(1)铜、铁、锌三种金属中金属活动性最弱的是 。
(2)步骤I 中反应的化学方程式是 ,若最终得到0.64g 铜,则废液中硫酸铜的物质的量是 mol。
(3)步骤III中物质X是 。
(4)步骤IⅡ、II都可以观察到的现象是 。
【答案】(1)铜
(2) 0.01
(3)锌
(4)有气泡产生
【详解】(1)根据金属活动性顺序:锌>铁>铜,可知三种金属中活动性最弱的是铜,故填:铜;
(2)步骤I 中发生的反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为;生成铜的物质的量为,根据化学反应方程式可知,,故废液中硫酸铜的物质的量是0.01mol,故填:0.01;
(3)步骤I 中发生的反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,滤渣A中为剩余的铁和生成的铜,滤液B中为硫酸亚铁、硫酸锌,步骤II中加入过量稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,则滤液C为氯化亚铁、稀硫酸,步骤III加入过量X得到溶液硫酸锌,则X为锌,锌与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,故填:锌;
(4)结合(3)小问,步骤II中加入过量稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,步骤III加入过量锌,锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,均可观察到有气泡产生,故填:有气泡产生。
22.(2025·上海黄浦·二模)铝 、锡(Sn)和铁是生活中常用的金属材料。
(1)铝的元素符号是 。Sn与稀盐酸反应会生成SnCl2和H2,该反应的基本类型是 。SnCl2中Sn的化合价为 。铝和锡在一定条件下会熔化,金属熔化属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)制作烤鱼时,常会将烤箱温度设置在230℃左右,并用某种金属纸包裹鱼类,根据右表信息,生产这种金属纸应选择 (选填“铝”或“锡”)。
金属
铝
锡
熔点(℃)
660
232
烤鱼时用金属纸包裹鱼类,需避免在其中加入醋,主要原因是 。
(3)用铁回收废液中的金属。某废液中含有硝酸银和硝酸铜且两者的物质的量相等,将一定质量的铁放入该废液中,充分反应。下图是对反应后固体成分及各成分质量分数的分析,请写出其中不合理的柱状图的编号并说明理由 。
【答案】(1) Al 置换反应 +2 物理变化
(2) 铝 铝能与醋中的醋酸反应,会损坏金属纸,且可能使食物口感变差
(3)乙图不合理,理由是:铁先和硝酸银反应,当铁有剩余时,再和硝酸铜反应,所以反应后固体不可能只有铜,没有银;丙图不合理,理由是:丙中有铁剩余,说明硝酸银、硝酸铜完全反应,且硝酸银和硝酸铜的物质的量相等,生成银的质量比铜的质量大
【详解】(1)铝的元素符号为Al;
锡与稀盐酸反应生成氯化锡和氢气,该反应符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于基本反应类型中的置换反应;
氯化锡中氯元素的化合价为-1价,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则氯化锡中锡元素的化合价为+2;
金属熔化的过程中没有新物质生成,属于物理变化;
(2)制作烤鱼时,常会将烤箱温度设置在230℃左右,并用某种金属纸包裹鱼类,由表格数据可知,锡的熔点是232°C,在230°C时锡接近熔化状态,不适合制作金属纸,而铝的熔点为660°C远高于230°C,所以生产这种金属纸应选择铝;
烤鱼时用金属纸包裹鱼类,需避免在其中加入醋,主要原因是铝能与醋中的醋酸反应,会损坏金属纸,且可能使食物口感变差等;
(3)某废液中含有硝酸银和硝酸铜且两者的物质的量相等,将一定质量的铁放入该废液中,根据金属活动性,铁先与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,硝酸银完全反应后,铁再与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁;
甲中表示铁和硝酸银恰好完全反应,则反应后固体中只有银,故甲图合理;铁先和硝酸银反应,当铁有剩余时,再和硝酸铜反应,所以反应后固体不可能只有铜,没有银,故乙图不合理;图丙中有铁剩余,说明硝酸银、硝酸铜完全反应,且硝酸银和硝酸铜的物质的量相等,根据化学方程式、,则生成银和铜的物质的量相等,根据,则生成银的质量比铜的质量大,故丙不合理;故填:乙图不合理,理由是:铁先和硝酸银反应,当铁有剩余时,再和硝酸铜反应,所以反应后固体不可能只有铜,没有银;丙图不合理,理由是:丙中有铁剩余,说明硝酸银、硝酸铜完全反应,且硝酸银和硝酸铜的物质的量相等,生成银的质量比铜的质量大。
23.(2025·上海崇明·二模)铜是重要的金属资源,对促进人类文明起着重要作用。
(1)久置的铜制品表面会生成铜锈,铜锈主要成分为。甲同学以锈蚀严重的废铜屑为原料,设计了回收铜的一种方案。
①铜生成铜锈的转化过程中,空气中参与反应的物质除了氧气外,还有 。
②氧化铜与一氧化碳在加热条件下的反应,体现了一氧化碳的化学性质有 (填“可燃性”或“还原性”);为确定反应结束后氧化铜已消耗完,取出固体, 。
(2)某工厂经预处理后得到550g含和的废液。乙同学用铁粉和稀硫酸测定该废液中的质量分数并回收铜。
实验一:测定该废液中的质量分数。
①废液中加入铁粉后,反应的化学方程式为 。
②固体A中加入过量稀硫酸,观察到有气泡产生,固体A的成分为 。
③将固体B洗涤、干燥、称量,得到6.4g铜,则50g的废液中含有 mol,通过计算可知废液中的质量分数。
实验二:从该废液中回收全部的铜
④为回收该废液中全部的铜,还需在实验一的基础上,从剩余的废液中继续回收,方法是 。
【答案】(1) 还原性 观察固体颜色,全部呈红色(合理即可)
(2) 、 0.1 根据实验1中测得的的质量分数计算加入所需铁粉的质量,使加入的铁粉恰好将剩余废液中完全反应完(合理即可)
【详解】(1)①铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,铜锈中含有铜、氢、氧、碳元素,铜在空气中生锈,空气中参与反应的物质除了氧气外,还有H2O、CO2;
②氧化铜与一氧化碳在加热条件下反应生成铜和二氧化碳,一氧化碳夺取了氧化铜中的氧,使氧化铜被还原为铜,体现了一氧化碳的还原性,氧化铜是黑色固体,铜是红色固体,则为确定反应结束后氧化铜已消耗完,取出固体,观察固体颜色,全部呈红色;
(2)①铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;
②铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,则固体A中一定含铜,向固体A中加入过量稀硫酸,铁与稀硫酸反应会产生氢气,有气泡产生,说明固体A中含有铁,则证明固体A的成分为Fe、Cu;
③已知得到6.4g铜,则铜的物质的量为6.4g÷64g/mol=0.1mol,根据化学方程式Fe+CuSO4=Cu+FeSO4可知,硫酸铜的物质的量等于铜的物质的量,则50g的废液中含有CuSO4 0.1mol;
④为回收该废液中全部的铜,还需在实验一的基础上,从剩余的废液中继续回收,方法是根据实验1中测得的CuSO4的质量分数计算加入所需铁粉的质量,使加入的铁粉恰好将剩余废液中CuSO4完全反应完。
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