内容正文:
化学
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大单元复习4 金属和金属材料
专项突破3 金属与酸反应的分析(10年8考)
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等质量的金属、、、 分别与足量的同种酸反应。
(相对分子质量: )
依题意设四种金属的质量都为,则生成氢气的质量 通过关系式可求得:
24 2 65 2 54 6 56 2
m x1 m x2 m x3 m x4
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根据 ,得出生成氢气的质量由大到小的顺序为
___________________。相应的若生成等质量的氢气需要金属的质量由大
到小的顺序为___________________。
总结:任意化合价的金属与足量酸反应产生氢气的计算公式:
。
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A. 等质量的、、 三种金属分别放入等溶质质量分数的足量稀盐酸中
B. 足量的、、 三种金属分别放入等质量、等溶质质量分数的稀盐酸中
C. 向等质量的、、 三种金属中分别加入足量等溶质质量分数的稀盐酸
D. 向等质量、等溶质质量分数的稀盐酸中,分别加入、、 三种金属
√
突破点1 金属与酸反应曲线
典例 如图所示的四个图像,分别对应四种过程,其中不正确的是( )
6
1. 质量—时间图像
(1)线越陡,金属反应速率越快。
(2)等质量的金属完全反应产氢量: 。
(3)等质量的酸完全反应产氢量相同。
2. 质量—酸质量/金属质量图像
(1)判断是金属剩余还是酸剩余。
(2)等质量的金属完全反应产氢量: 。
(3)等质量的酸完全反应产氢量相同。
【注意】此时曲线倾斜角度与反应速率无关。
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【拓展补充】若将 补充到例题中,则正确的图像如下:
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突破点2 混合金属与酸反应的计算(技巧性计算)
典例1 [2023河南14]某金属混合物由、、、 四种金属中的两种组
成。该金属混合物与足量的盐酸充分反应,得到 氢气,则该金属
混合物的组成不可能是( )
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
√
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【方法指导】 极值法
第1步:判断混合物中各组分金属是否能与酸反应 本题中四种金属均能与
酸反应。
第2步:假设气体由某一金属与酸作用生成,计算所需金属的质量 生成
氢气需要镁、铝、锌、铁的质量分别为______、______、______、
______。
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第3步:生成 氢气所需金属的质量关系:
金属 混合物总质量 金属 ____ ____ 金属混合物 ___
____。
第4步:判断金属混合物组成 ________组合不满足条件。
和
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典例2 某不纯的铁与足量稀盐酸反应,生成 氢气,则铁中混有的
物质可能是( )
A. 锌 B. 铜 C. 铝 D. 镁
【方法指导】 平均值法
将金属混合物看作一种二价金属,平均相对原子质量为 。
√
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铁的相对原子质量为56,铝的化合价可等效为 ,相对原子质量等效为
18,锌的相对原子质量为65,镁的相对原子质量为24,铜不与稀盐酸反应。
铁的相对原子质量大于该平均值,则一定还含有相对原子质量______
(填“大于”“等于”或“小于”)该平均值的金属,故混有的物质可能是____。
小于
铝
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典例3 [2016河南12]相同质量的镁、铝、锌分别与相同质量 的盐酸充
分反应,产生氢气质量(直接用各金属表示)的大小关系有以下几种猜测:
;;; ;
; 。其中合理的个数为( )
A. 5个 B. 4个 C. 3个 D. 2个
√
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【方法指导】 图像分析法
画出金属与酸反应的图像,利用图像进行分析,得出结论。等质量的镁、
铝、锌与盐酸反应生成氢气的质量随盐酸的质量的变化曲线如图所示:
(1)当盐酸的质量为~ 时,足量金属消耗等量酸,产生氢气一样多,
故产生氢气的质量大小关系为______________。
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(2)当盐酸的质量为 时,锌已完全反应,铝和镁继续与盐酸反
应,故产生氢气质量的大小关系为______________。
(3)当盐酸的质量大于 时,镁已完全反应,铝继续与盐酸反应,故产
生氢气质量的大小关系为______________。则符合猜测的有________。
②③④
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考向1 金属与酸反应的曲线
1.[2024安阳一模]等质量的甲、乙两种金属分别与足量稀硫酸反应,产生
氢气的质量与反应时间的关系如图。则甲、乙两种金属可能是( )
A. 铁、镁 B. 铁、锌 C. 锌、铁 D. 锌、镁
√
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2.等质量的三种金属、、(化合物中化合价均为 价)分别与足量同
浓度的稀盐酸反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示,下列有
关说法正确的是( )
A. 三种金属的活动性由强到弱:
B. 三种金属产生的质量:
C. 三种金属最终消耗盐酸的质量相等
D. 三种金属的相对原子质量大小关系是
√
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【解析】从图中可以看出,反应时间最短,说明最活泼,次之, 最
慢,因此三种金属的活动性由强到弱: ,A正确;从图中可以
看出,产生的氢气最多,次之,最少,因此三种金属产生 的质量:
,B错误;由于、、的化合价均为 价,且与足量同浓度
的稀盐酸反应,最终生成的氢气质量不同,说明消耗的盐酸质量不相等,
C错误;根据金属与酸反应的化学方程式,相对原子质量
越大,生成的氢气越少,生成的氢气最多,次之, 最
少,因此三种金属的相对原子质量大小关系是 ,
D错误。
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3.下列图像能正确反映化学反应原理的是
( )
A. 向等质量的镁粉和铝粉中分别加入足量稀硫酸
B. 向稀硫酸中加入铁粉
C. 分别向等质量的镁和锌中滴加浓度相等的稀
盐酸
D. 分别向等质量的铁粉和锌粉中加入等体积等
浓度过量的稀硫酸
√
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【解析】生成氢气质量相等时,消耗铝和镁的质量比是 ,因此最终
铝反应生成的氢气较多,A不正确;铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,
随着反应进行,溶液质量增大,B不正确;反应的稀盐酸质量相等时,生成
氢气质量相等,最终镁反应生成的氢气较多,
C正确;分别向等质量的铁粉和锌粉中加入等体
积等浓度过量的稀硫酸,最终铁反应生成的氢
气较多,D不正确。
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考向2 混合金属与酸反应的计算
4.[2018河南14]有、、的混合物共,与足量盐酸反应,生成
的质量可能是( )
A. B. C. D.
【解析】假设全部是金属镁,则其完全反应生成氢气的质量是 ;
假设全部是金属铝,则其完全反应生成氢气的质量是;假设
全部是金属锌,则其完全反应生成氢气的质量约是。因此、 、
的混合物共完全反应生成氢气的质量应介于和 之间,符
合要求的是B选项。
√
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5.[2017河南14]铁和的混合物与足量盐酸反应,生成氢气,则 可
能是( )
A. 镁 B. 铝 C. 碳 D. 钠
√
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6.[2022河南12]某金属混合物由、、、 四种金属中的两种组成。
该金属混合物与足量的盐酸反应,可得到 氢气,则该金属混合物
中一定不含有的金属是( )
A. B. C. D.
√
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【解析】、、均可与盐酸反应生成氢气,假设的、 、
分别与盐酸反应,生成氢气的质量关系如下:
不与酸反应,故与酸反应产生的可看作;已知 金属
混合物由两种金属组成,与盐酸充分反应生成 氢气,则这两种金属
中一定有一种金属生成氢气的质量大于 ,另一种金属生成氢气的质
量小于。因为金属生成氢气的质量等于,则无论与 、
、哪种金属混合,生成氢气的质量一定不等于 。则该金属混合
物中一定不含有锌、一定含有铜,故选C。
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7.[2025洛阳二模]某种金属样品,其组成可能是、 、
、、、、。取 该样品与足量的稀硫
酸反应,得到 氢气,则对该样品组成的猜测中合理的个数为( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
√
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【解析】一定量金属与酸反应,生成氢气的质量
金属质量,则得到氢气需要铁、镁、锌、铝的质量分别为 、
、、 。若样品为铁、镁、锌、铝中的两种金属组成,得到
氢气需要铁,故样品中一定不含铁,②④⑥不合理;得到
氢气需要镁、铝的质量分别为、,故①不合理;得到 氢气
需要镁、锌的质量分别为、, 镁和锌样品与酸反应,可能
得到氢气;铜和酸不反应, 铝和铜样品与酸反应,可能得到
氢气。故③⑤合理。故选B。
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8.[2025新乡一模]含有、、三种金属的混合物和 稀盐酸恰
好完全反应。该稀盐酸中溶质的质量分数可能为( )
A. B. C. D.
【解析】假设为,则设稀盐酸中溶质的质量分数为 ,
√
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假设为,则设稀盐酸中溶质的质量分数为 ,
假设为,则设稀盐酸中溶质的质量分数为 ,
所以含有、、三种金属的混合物和 稀盐酸恰好完全反
应,该稀盐酸中溶质的质量分数在和 之间。故选B。
9.[2020河南14]已知镁和铝的相对原子质量之比为 。若镁和铝分别与足
量盐酸反应,生成氢气的质量相等,则参加反应的镁和铝的质量比为
( )
A. B. C. D.
√
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【解析】设镁、铝的相对原子质量分别为、 ,镁、铝分别和盐酸反应
的化学方程式及质量关系如下:
生成的氢气质量相等,则参加反应的镁和铝的质量比为
。故选B。
变式训练
若等质量的镁和铝分别与足量盐酸反应,则生成氢气的质量比为( )
A. 3 B. 4 C. 8 D. 9
√
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