内容正文:
重难04 金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分分析
内容导航
第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
重难考向 考法解读 考向预测
第二部分 重难要点剖析
考向01 一种金属和一种盐溶液反应
考向02 多种金属与一种金属的盐溶液反应
考向03 一种金属和多种金属的盐溶液反应
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
重●难●考●向●解●读
重难考向
考法解读/预测
考法预测
考向01 一种金属和一种盐溶液反应
中考的必考内容,分值为4~6分,命题形式综合性强,主要以选择、流程、综合题等题型进行考查。这部分主要考查在流程题(金属冶炼、金属回收与利用)或综合题中对滤渣质量、滤液成分的多组实验数据表格,或结合反应前后质量的折线图/柱状图进行分析或计算。
预计2026年中考中极有可能出现在工业流程题或综合能力题的后半部分进行考查,命题将更贴近真实探究情境。
考向02 多种金属与一种金属的盐溶液反应
考向03 一种金属和多种金属的盐溶液反应
重●难●要●点●剖●析
考向01 一种金属和一种盐溶液反应
要点梳理
金属A的活泼性强于B,将金属A投入金属B的盐溶液中,滤渣滤液成分的情况分析如下:
情况分类
加入的金属 (A)
盐溶液
(B的盐)
滤渣成分
(固体)
滤液成分
(溶液)
关键点
金属A
不足
全部反应完
有剩余
生成的金属B
A的盐、剩余的B的盐
金属A完全溶解,滤渣中无A
恰好完
全反应
无剩余
无剩余
生成的金属B
只有A的盐
理想状态, 溶液中的阳离子全部变为A离子
金属A
过量
有剩余
全部反应完
生成的金属B 和 过量的金属A
只有A的盐
滤渣中一定有A,溶液中的阳离子全部变为A离子
技巧点拨
1.所有解题的起点,都基于一条黄金法则:
金属活动性顺序:K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
核心反应:较活泼金属 + 较不活泼金属的盐 → 较不活泼金属 + 较活泼金属的盐
(A(活泼) + B的盐溶液 → B + A的盐溶液,条件是:A的活动性 > B)
首要判断步骤:拿到题目,先比较给出的金属单质与盐溶液中金属离子对应的金属的活动性顺序。
考向02 多种金属与一种金属的盐溶液反应
要点梳理
两种金属(活动性强于盐溶液中金属)同时放入某金属化合物溶液中,活动性强的金属单质先反应
【例题】Zn和Fe同时放入CuSO4溶液中,活泼性:Zn>Fe>Cu
Zn和CuSO4先反应:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu Fe和CuSO4后反应:Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4
充分反应后,过滤,滤渣和滤液的成分分析如下:
CuSO4的量
滤渣
滤液
①CuSO4少量,Zn有剩,Fe未反应
Cu、Zn、Fe
ZnSO4
②Zn和CuSO4恰好反应,Fe未反应
Cu、Fe
ZnSO4
③Zn反应完,Fe和CuSO4部分反应
Cu、Fe
ZnSO4、FeSO4
④Fe和CuSO4恰好反应
Cu
ZnSO4、FeSO4
⑤Zn、Fe均反应完,CuSO4有剩余
Cu
ZnSO4、FeSO4、CuSO4
技巧点拨
1.钾、钙、钠 (K, Ca, Na) 仍是例外:如果混合物中含有它们,它们会先与水反应,情况变得极其复杂,通常不作为此类常规题型考察。
2.铁生成亚铁(Fe²⁺):铁参与置换反应,产物是亚铁盐。
3.固体成分分析陷阱:
① 滤渣中一定含有生成的金属B。
② 滤渣中可能含有未反应完的“强金属”和原本就不反应的“弱金属”。
③ 绝不能认为“弱金属”会被置换出来。
4.滤液成分分析:溶液中一定含有所有已反应的“强金属”所对应的盐。B的盐可能存在,也可能被完全消耗。
考向03 一种金属和多种金属的盐溶液反应
要点梳理
一种金属(活动性强于盐溶液中金属)放入两种盐混合溶液中,活动性弱的盐溶液先反应
【例题】一定量的Fe粉投入Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中,活动性:Fe>Cu>Ag
①Fe和AgNO3先反应,Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
②Fe和Cu(NO3)2后反应,Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu
充分反应后,过滤,滤渣和滤液的成分分析如下:
加入铁的量
滤渣
滤液
①AgNO3部分反应,Cu(NO3)2未反应
Ag
Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2
②AgNO3恰好反应完,Cu(NO3)2未反应
Ag
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
③AgNO3反应完,Cu(NO3)2部分反应
Ag、Cu
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
④AgNO3反应完、Cu(NO3)2恰好反应完
Ag、Cu
Fe(NO3)2
⑤AgNO3、Cu(NO3)2都反应完,Fe有剩
Ag、Cu、Fe
Fe(NO3)2
技巧点拨
分情况讨论与分析(基于金属的量)
1.情况一:金属不足量(金属只与最不活泼的金属盐发生部分或全部反应。)
滤渣成分:被置换出来的最不活泼 的金属。
滤液成分:未反应完的最不活泼金属的盐、其他未参与反应的金属盐、可能剩余的活泼金属的盐
2.情况二:金属恰好将最不活泼的金属盐全部反应完
滤渣成分:被全部置换出来的最不活泼的金属。
滤液成分:其他未参与反应的金属盐、活泼金属的盐。
3.情况三:金属过量,将最不活泼的金属盐全部反应完,并与活动性次弱的金属盐发生部分反应
滤渣成分:全部的最不活泼金属 + 部分被置换出来的次弱金属。
滤液成分:未反应完的次弱金属盐、其他更活泼的未反应金属盐、活泼金属的盐。
4.情况四:金属足量或过量,能将所有比它弱的金属盐全部反应完
滤渣成分:所有被置换出来的金属 + 可能剩余的加入的活泼金属。
滤液成分:只剩下加入的活泼金属的盐(如Zn(NO₃)₂)。
【注】金属活动性顺序:这是判断反应能否发生的根本依据。只有活动性强的金属才能从活动性弱的金属的盐溶液中将其置换出来。
重●难●提●分●必●刷
考向01 一种金属和一种盐溶液反应
1.(2025·广东深圳·中考真题)下表中,陈述1和陈述2完全正确且相关联的是
陈述1
陈述2
A
潜水时需要携带氧气瓶
氧气具有助燃性
B
铜和硝酸银反应生成银
铜的金属活动性比银强
C
稀硫酸洒到大理石地面生成气体
实验室用稀硫酸和大理石制取二氧化碳
D
水结成冰后停止流动
结冰后,水分子停止运动
A.A B.B C.C D.D
2.(2025·广东东莞·三模)用化学方程式对下列事实作出的解释,错误的是
A.铝制品有良好的耐腐蚀性:
B.我国古代湿法冶金的原理:
C.氢氧化钠溶液因敞口放置发生变质:
D.碳酸氢铵因储存不当肥效降低:
3.(2025·广东深圳·三模)用下图装置进行①、②实验。下列叙述正确的是
A.一段时间后电子秤①示数不变
B.实验①②均可验证质量守恒定律
C.实验②可验证铁的金属活动性大于铜
D.实验②的现象为有铜产生,蓝色溶液变为浅绿色
4.(2025·广东广州·二模)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)铜能被加工成厚度仅为的超薄铜箔,说明铜具有良好的___________性。
(2)非遗项目“打铁花”是将生铁熔化后的铁水打向空中,形成铁花,铁花冷却后得到黑色固体,请用化学方程式表示其中的主要原理:___________。从合金的性质角度分析:打铁花用生铁而不用纯铁的原因是___________。
(3)现代工业用一氧化碳还原赤铁矿(主要成分为氧化铁)炼铁,其反应原理是___________(写化学方程式)。
(4)查阅资料发现:(氯化亚锡)溶于水可形成无色溶液。请你设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜___________(写出操作和现象)。
(5)金属锰(Mn)及其化合物用途广泛。锰的金属活动性介于镁和铜之间。经查阅,锰的化合物在水中溶解性如下:
易溶
易溶
难溶
易溶
难溶
结合以上信息和已有知识,判断下列说法正确的是___________。(填编号)
A.锰能与氢氧化铜反应 B.锰能与硝酸银溶液反应
C.碳酸锰能与稀盐酸反应 D.碳酸锰溶液能与氢氧化钠溶液反应
5.(2025·广东阳江·二模)锌是植物生长必需的微量元素之一。施用锌肥是防止作物因缺锌大面积减产、及时缓解植物缺锌症状、改善农产品品质的有效措施。一种水溶性锌肥()的生产工艺如下。
(1)写出炼铁高炉内用赤铁矿和反应生成的化学方程式______。
(2)粉碎生铁的目的是______。
(3)步骤I中过量的铁和溶液反应的现象是______。过滤后所得溶液中溶质是______(填化学式)。
(4)步骤II发生反应的化学方程式为______。
(5)由步骤I和步骤II能否判断Cu、Zn、Fe的金属活动性顺序?______(填“能”或“否”),判断的理由是______。
(6)制粒时,依靠黏性物料和水分滚成颗粒,成品硫酸锌颗粒含水量与合格粒径颗粒占比关系如图所示。为了得到更多合格粒径的硫酸锌成品颗粒,成品硫酸锌颗粒含水量应控制在______%为宜。
考向02 多种金属与一种金属的盐溶液反应
6.(2025·广东梅州·三模)为全面推进美丽中国建设新篇章,合理的垃圾分类、有效的垃圾回收与利用必不可少。
(1)废旧电池中含有汞、铅、镉,随意丢弃会造成土壤和水源的污染。
①废旧电池属于______。(填字母)
A.厨余垃圾 B.可回收垃圾 C.有害垃圾 D.其他垃圾
②汞、铅、镉指的是______(填“原子”或“元素”)。
(2)废弃饮料瓶可以通过下列流程回收再利用。
聚酯纱线属于______(填“合成”或“复合”)材料。
(3)废旧手机中含有贵金属金(Au),下图是回收 Au的简略流程图。
①粉碎的目的是______。
②滤液a中的阳离子有Zn²⁺、______。(写离子符号)
③写出步骤Ⅱ的化学方程式______。
(4)垃圾分类回收与处理的意义是______。(写一条)
7.(2025·广东广州·二模)中国的冶金历史可以追溯到古代,经历了漫长的发展历程。
(1)炼铁的技术臻于成熟,现代用高炉设备炼铁,如图所示。
①加入的铁矿石是赤铁矿(主要成分为),在A区中发生的反应化学方程式为______。
②炼钢的主要原料是生铁。在古代,人们将烧红的生铁反复捶打,在此过程中发生反应为______(填化学方程式),使金属材料中的含碳量降低。
③某赤铁矿(主要成分为)样品中铁元素的质量分数为,则该矿石样品中的质量分数为______%。
(2)我国古代将炉甘石(主要成分)、赤铜(主要成分)和木炭粉混合后加热到约,得到黄铜(铜和锌的合金),外观似黄金,回答下列问题。
①通过捶打可将黄铜加工成不同形状的黄铜制品,这是利用了金属的______性。
②由于黄铜外观似黄金,下列试剂能鉴别黄铜和黄金的有______(填字母序号,双选)。
A.稀硫酸 B.氢氧化钠溶液 C.氯化铝溶液 D.硝酸银溶液
③设计实验比较锌和铜的金属活动性,写出实验方案和预期的实验现象:______。
8.(2025·广东梅州·模拟预测)ⅰ.金属的性质探究
(1)为探究金属铅和铁的展性强弱,各取_______,施加相同的压力,铅更易被压成薄片,说明铅比铁的展性更好。
(2)题18-1图中实验a、b对比得出铁活动性比铜强的依据是_____。用实验c、d探究铝、铜、银的金属活动性顺序,需改进的是_____。
ⅱ.“零废弃金属校园”行动
任务一、正确分类垃圾
(3)废弃易拉罐应放入题18-2图中标识为_______(填序号)的垃圾桶中。
任务二、利用金属的化学性质制作金属蚀刻画,制作过程如下:
(4)打磨的目的是______________。
(5)为得到“红色”的花瓣图案,蚀刻液为_______(填字母)。
a.稀硫酸 b.溶液 c.溶液
该过程中反应的化学方程式为_____(写其中一条)。
(6)推行“零废弃金属校园”行动的意义是______。
9.(2026·广东广州·一模)“激情全运会,活力大湾区。”2025年第十五届全国运动会由广东、香港、澳门三地联合举办。
(1)“圣火”取自南海可燃冰(主要成分是甲烷水合物)。请写出甲烷完全燃烧的化学方程式:_______。
(2)本届全运会比赛场馆首次使用100%绿色电力,能提供电能的清洁能源有太阳能、_______(写一种)等。
(3)港珠澳大桥是本次赛事的核心通道。它是世界上钢结构桥体最长的跨海大桥。钢铁是大桥建设的重要材料,钢的硬度比纯铁_______(填“大”或“小”),工业上常以赤铁矿为原料进行高炉炼铁,反应的化学方程式为_______。
(4)游泳场馆经常用二氧化氯()消毒,可由以下反应制得:,可推测X的化学式为_______。
(5)为了探究无人机材料中铝、铁、铜三种金属活动性强弱,某同学设计了如下实验:实验时夹紧两端弹簧夹,待乙中反应结束后打开弹簧夹,向下推动注射器活塞即可验证。乙装置中金属B和溶液X可能的组合为_______(任填一组)。
考向03 一种金属和多种金属的盐溶液反应
10.(2025·广东深圳·三模)某工厂产生的工业废料中主要含氧化铜和氧化铁,如果不处理,任意排放会造成环境污染。经过处理后可回收铜和硫酸亚铁(不考虑其他杂质对流程的影响)。根据下图所示流程回答问题:(已知:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4)
(1)废料在进行步骤①之前,都要进行粉碎,目的是______。写出过程①中发生反应的化学方程式(任写一个)__________。
(2)过程②中发生的反应属于______反应(填基本反应类型)。过程②要进行的实验操作是__________。
(3)过程③中发生反应的方程式为______,可观察到的现象是______。
(4)废料处理除了可以防止环境污染,还能起到______的作用。
11.(2025·广东江门·三模)某类手机电路板中含有Fe、Cu、Au、Ag、Ni(镍,银白色)、Pd(钯,银白色)等金属,下图是项目小组设计的回收部分金属的流程图。其中,滤液②与滤液④中都只含有一种溶质且溶质种类相同。已知:
(1)金属板加入足量稀硫酸,除了铁与硫酸发生反应外,还有_____与稀硫酸发生反应。写出铁与稀硫酸反应的化学方程式_____。
(2)滤液③中含有的溶质有:、_____。
(3)由滤液②与滤液④中都只含有一种溶质且溶质种类相同,可知滤渣②中的金属有_____。
(4)金属铁、镍、钯在溶液中的活动性由强到弱的顺序是_____。
(5)金属防锈常用电镀的方法,其防锈原理是隔绝_____。
(6)某电镀厂排放的废液中含有和,为了回收金属,项目小组向该混合溶液中加入锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。滤渣中一定含有_____,滤液中一定含有_____。下列有关说法正确的是_____(填序号)。
①滤液中最多有两种溶质
②若滤液为蓝色,则滤液中一定有、
③若滤液为蓝色,则滤渣中一定只有银
④滤渣中加入稀盐酸,可能产生气泡
12.(2025·广东广州·二模)在人类社会的发展进程中,金属起着重要的作用,结合所学知识回答下列问题:
(1)火法冶金。我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热到约800℃,得到一种外观似金子的锌和铜的合金(黄铜)。(提示:ZnCO3受热分解可生成ZnO等。)
①请写出赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热到约800℃反应的化学方程式___________。
②下列试剂能够鉴别黄铜(铜锌合金)和真金的有 ___________ (填序号)。
A.稀盐酸 B.氢氧化钠 C.硝酸银 D.硫酸锌
③若炉甘石中含有250t碳酸锌,理论上可制得锌的质量是 ___________ t。
④设计实验比较锌和铜的金属活动性,写出实验方案和预期的实验现象:___________ 。
(2)湿法炼金是利用置换反应。向CuSO4、AgNO3混合液中加入Zn粉,充分反应后过滤。往滤液中滴加HCl溶液,无明显现象。滤液中可能有的阳离子是 ___________ 。
(3)“竖炉绿电绿氢冶金”的流程如图1所示:
①将铁矿石粉碎的目的是 ___________ 。
②利用绿电制“绿氢”的反应化学方程式为 ___________ 。“绿氢”和其他制氢方式的成本和碳排放情况如图2所示,请分析,绿氢的优点 ___________ 。
③高炉炼铁与绿氢冶铁的部分参数如下表,分析两者产物不同的原因 ___________ 。
冶炼方式
高炉炼铁
绿氢冶铁
原料
焦炭、石灰石、空气、铁矿石
铁矿石、氢气、石灰石
反应温度
>1500℃(熔融态)
800﹣1200℃(固态还原)
产物
液态生铁
固体海绵铁
④固体海绵铁暴露于空气中易自燃,保存海绵铁的方法:___________ (写一条)。
14.(2025·广东·一模)我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母福建舰举世瞩目。福建舰建造用到了钛合金。工业上用金红石(主要成分为TiO2)制备金属钛的工艺流程如图所示,分析流程,回答下列问题。
已知:Ti、Mg在高温下与空气中的O2、CO2等反应。
(1)氯化炉中发生反应的化学方程式为,X是___________(填化学式);
(2)还原炉内通入氩气的目的是___________;
(3)蒸馏炉中利用海绵钛和MgCl2的___________不同,将MgCl2分离;
(4)流程中可循环利用的物质是___________和___________。
(5)福建舰32面相控阵雷达全球第一,该雷达使用氮化镓技术,氮化镓中Ga为+3价,N为-3价,其化学式为___________。
(6)福建舰外壳用涂料覆盖,是为了防止钢铁材料与 ___________接触而锈蚀。
(7)福建舰上有大量起隐身作用的低磁钢,高锰钢是常见的低磁钢。验证锰(Mn)的金属活动性顺序在铝和锌之间的实验方案为___________(填试剂和操作)。
(8)航母维护过程中某废液里含有少量的AgNO3和Cu(NO3)2,为回收利用金属资源和防止污染,工作人员向该废液中加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,向滤液中加入少量的稀盐酸,无沉淀产生,则滤出的固体中一定含有Ag,滤液中一定含有的金属离子是___________(填离子符号)。
公司2 / 18
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重难04 金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分分析
内容导航
第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
重难考向 考法解读 考向预测
第二部分 重难要点剖析
考向01 一种金属和一种盐溶液反应
考向02 多种金属与一种金属的盐溶液反应
考向03 一种金属和多种金属的盐溶液反应
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
重●难●提●分●必●刷
考向01 一种金属和一种盐溶液反应
1.B
2.B
3.C
4.(1)延展
(2) 生铁熔点比纯铁低更容易被熔化
(3)
(4)将锡片放入CuCl2溶液中(或CuSO4溶液等铜的盐溶液),观察到锡片表面有红色物质析出
(5)BC
5.(1)
(2)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(3) 有红色固体生成,溶液由蓝色变成浅绿色 FeSO4
(4)
(5) 能 铁可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来,说明铁的金属活动性比铜强,锌可以把铁从硫酸亚铁溶液中置换出来,说明锌的金属活动性比铁强
(6)10
考向02 多种金属与一种金属的盐溶液反应
6.(1) C 元素
(2)合成
(3) 增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分 、
(4)减少污染(合理即可)
7.(1) 90
(2) 延展 AD 取少量锌片于试管中,再滴加少量溶液,锌片表面有红色固体析出
8.(1)长度大小相同的铅丝和铁丝
(2) a中产生气泡,b中无明显现象 把d中铝丝改为铜丝
(3)ⅰ
(4)除去表面的氧化膜
(5) c
(6)保护或节约金属资源
9.(1)
(2)风能或潮汐能等
(3) 大
(4)
(5)铁、稀硫酸
考向03 一种金属和多种金属的盐溶液反应
10.(1) 增大反应物的接触面积,提高反应速率 Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
(2) 化合、置换 过滤
(3) Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 有气泡生成
(4)节约金属资源
11.(1) 镍/Ni
(2)硫酸铜/CuSO4
(3)Au、Ag、Pd
(4)Fe>Ni>Pd/铁>镍>钯
(5)氧气和水
(6) 银/Ag 硝酸锌/Zn(NO3)2 ②④
12.(1) 将金属锌放入装有硫酸铜溶液的试管中,充分反应;观察到锌表面有红色固体析出,溶液由蓝色变成无色
(2)/铜离子
(3) 增大反应物的接触面积,使反应更充分 成本低,低碳 反应温度不同,还原剂不同 密封保存(或干燥环境保存,合理即可)
14.(1)CO
(2)防止Ti、Mg在高温下与空气中的O2、CO2等反应(合理即可)
(3)沸点
(4) Cl2 Mg
(5)GaN
(6)空气中的氧气和水
(7)将相同的锰丝分别加入Al(NO3)3溶液和ZnSO4溶液中,观察现象(合理即可)
(8)Fe2+
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重难04 金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分分析
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第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
重难考向 考法解读 考向预测
第二部分 重难要点剖析
考向01 一种金属和一种盐溶液反应
考向02 多种金属与一种金属的盐溶液反应
考向03 一种金属和多种金属的盐溶液反应
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
重●难●考●向●解●读
重难考向
考法解读/预测
考法预测
考向01 一种金属和一种盐溶液反应
中考的必考内容,分值为4~6分,命题形式综合性强,主要以选择、流程、综合题等题型进行考查。这部分主要考查在流程题(金属冶炼、金属回收与利用)或综合题中对滤渣质量、滤液成分的多组实验数据表格,或结合反应前后质量的折线图/柱状图进行分析或计算。
预计2026年中考中极有可能出现在工业流程题或综合能力题的后半部分进行考查,命题将更贴近真实探究情境。
考向02 多种金属与一种金属的盐溶液反应
考向03 一种金属和多种金属的盐溶液反应
重●难●要●点●剖●析
考向01 一种金属和一种盐溶液反应
要点梳理
金属A的活泼性强于B,将金属A投入金属B的盐溶液中,滤渣滤液成分的情况分析如下:
情况分类
加入的金属 (A)
盐溶液
(B的盐)
滤渣成分
(固体)
滤液成分
(溶液)
关键点
金属A
不足
全部反应完
有剩余
生成的金属B
A的盐、剩余的B的盐
金属A完全溶解,滤渣中无A
恰好完
全反应
无剩余
无剩余
生成的金属B
只有A的盐
理想状态, 溶液中的阳离子全部变为A离子
金属A
过量
有剩余
全部反应完
生成的金属B 和 过量的金属A
只有A的盐
滤渣中一定有A,溶液中的阳离子全部变为A离子
技巧点拨
1.所有解题的起点,都基于一条黄金法则:
金属活动性顺序:K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
核心反应:较活泼金属 + 较不活泼金属的盐 → 较不活泼金属 + 较活泼金属的盐
(A(活泼) + B的盐溶液 → B + A的盐溶液,条件是:A的活动性 > B)
首要判断步骤:拿到题目,先比较给出的金属单质与盐溶液中金属离子对应的金属的活动性顺序。
考向02 多种金属与一种金属的盐溶液反应
要点梳理
两种金属(活动性强于盐溶液中金属)同时放入某金属化合物溶液中,活动性强的金属单质先反应
【例题】Zn和Fe同时放入CuSO4溶液中,活泼性:Zn>Fe>Cu
Zn和CuSO4先反应:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu Fe和CuSO4后反应:Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4
充分反应后,过滤,滤渣和滤液的成分分析如下:
CuSO4的量
滤渣
滤液
①CuSO4少量,Zn有剩,Fe未反应
Cu、Zn、Fe
ZnSO4
②Zn和CuSO4恰好反应,Fe未反应
Cu、Fe
ZnSO4
③Zn反应完,Fe和CuSO4部分反应
Cu、Fe
ZnSO4、FeSO4
④Fe和CuSO4恰好反应
Cu
ZnSO4、FeSO4
⑤Zn、Fe均反应完,CuSO4有剩余
Cu
ZnSO4、FeSO4、CuSO4
技巧点拨
1.钾、钙、钠 (K, Ca, Na) 仍是例外:如果混合物中含有它们,它们会先与水反应,情况变得极其复杂,通常不作为此类常规题型考察。
2.铁生成亚铁(Fe²⁺):铁参与置换反应,产物是亚铁盐。
3.固体成分分析陷阱:
① 滤渣中一定含有生成的金属B。
② 滤渣中可能含有未反应完的“强金属”和原本就不反应的“弱金属”。
③ 绝不能认为“弱金属”会被置换出来。
4.滤液成分分析:溶液中一定含有所有已反应的“强金属”所对应的盐。B的盐可能存在,也可能被完全消耗。
考向03 一种金属和多种金属的盐溶液反应
要点梳理
一种金属(活动性强于盐溶液中金属)放入两种盐混合溶液中,活动性弱的盐溶液先反应
【例题】一定量的Fe粉投入Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中,活动性:Fe>Cu>Ag
①Fe和AgNO3先反应,Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
②Fe和Cu(NO3)2后反应,Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu
充分反应后,过滤,滤渣和滤液的成分分析如下:
加入铁的量
滤渣
滤液
①AgNO3部分反应,Cu(NO3)2未反应
Ag
Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2
②AgNO3恰好反应完,Cu(NO3)2未反应
Ag
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
③AgNO3反应完,Cu(NO3)2部分反应
Ag、Cu
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
④AgNO3反应完、Cu(NO3)2恰好反应完
Ag、Cu
Fe(NO3)2
⑤AgNO3、Cu(NO3)2都反应完,Fe有剩
Ag、Cu、Fe
Fe(NO3)2
技巧点拨
分情况讨论与分析(基于金属的量)
1.情况一:金属不足量(金属只与最不活泼的金属盐发生部分或全部反应。)
滤渣成分:被置换出来的最不活泼 的金属。
滤液成分:未反应完的最不活泼金属的盐、其他未参与反应的金属盐、可能剩余的活泼金属的盐
2.情况二:金属恰好将最不活泼的金属盐全部反应完
滤渣成分:被全部置换出来的最不活泼的金属。
滤液成分:其他未参与反应的金属盐、活泼金属的盐。
3.情况三:金属过量,将最不活泼的金属盐全部反应完,并与活动性次弱的金属盐发生部分反应
滤渣成分:全部的最不活泼金属 + 部分被置换出来的次弱金属。
滤液成分:未反应完的次弱金属盐、其他更活泼的未反应金属盐、活泼金属的盐。
4.情况四:金属足量或过量,能将所有比它弱的金属盐全部反应完
滤渣成分:所有被置换出来的金属 + 可能剩余的加入的活泼金属。
滤液成分:只剩下加入的活泼金属的盐(如Zn(NO₃)₂)。
【注】金属活动性顺序:这是判断反应能否发生的根本依据。只有活动性强的金属才能从活动性弱的金属的盐溶液中将其置换出来。
重●难●提●分●必●刷
考向01 一种金属和一种盐溶液反应
1.(2025·广东深圳·中考真题)下表中,陈述1和陈述2完全正确且相关联的是
陈述1
陈述2
A
潜水时需要携带氧气瓶
氧气具有助燃性
B
铜和硝酸银反应生成银
铜的金属活动性比银强
C
稀硫酸洒到大理石地面生成气体
实验室用稀硫酸和大理石制取二氧化碳
D
水结成冰后停止流动
结冰后,水分子停止运动
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、潜水时携带氧气瓶,是因为氧气可供呼吸,与助燃性无关,故选项不符合题意;
B、铜和硝酸银反应生成银,说明铜的金属活动性比银强,故选项符合题意;
C、稀硫酸和大理石反应产生微溶物硫酸钙附着在碳酸钙的表面,阻止反应进一步进行,因此实验室不能用稀硫酸和大理石制取二氧化碳,故选项不符合题意;
D、水结成冰后,水分子仍然在不断运动,故选项不符合题意。
故选B。
2.(2025·广东东莞·三模)用化学方程式对下列事实作出的解释,错误的是
A.铝制品有良好的耐腐蚀性:
B.我国古代湿法冶金的原理:
C.氢氧化钠溶液因敞口放置发生变质:
D.碳酸氢铵因储存不当肥效降低:
【答案】B
【详解】A、铝在常温下与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步氧化,所以铝制品具有良好的耐腐蚀,方程式为:,选项正确;
B、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,方程式为:,选项错误;
C、氢氧化钠溶液敞口变质是与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,方程式为:,选项正确;
D、碳酸氢铵易分解生成氨气、二氧化碳和水,使肥效降低,方程式为:,选项正确;
故选B。
3.(2025·广东深圳·三模)用下图装置进行①、②实验。下列叙述正确的是
A.一段时间后电子秤①示数不变
B.实验①②均可验证质量守恒定律
C.实验②可验证铁的金属活动性大于铜
D.实验②的现象为有铜产生,蓝色溶液变为浅绿色
【答案】C
【详解】A、实验①中浓硫酸是放在敞口容器中,能吸收空气中的水分,则一段时间后,电子秤示数会变大,故选项说法错误;
B、质量守恒定律只适用于化学变化,而实验①中没有发生化学变化,不能用来验证质量守恒定律,故选项说法错误;
C、实验②中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁溶液和铜,反应会观察到铁钉的表面覆盖一层红色物质,溶液颜色由蓝色变为浅绿色,能说明铁的金属活动性强于铜,故选项说法错误
D、实验②中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁溶液和铜,现象为:铁钉表面有红色固体产生,溶液从蓝色变为浅绿色,故选项说法错误。
故选C。
4.(2025·广东广州·二模)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)铜能被加工成厚度仅为的超薄铜箔,说明铜具有良好的___________性。
(2)非遗项目“打铁花”是将生铁熔化后的铁水打向空中,形成铁花,铁花冷却后得到黑色固体,请用化学方程式表示其中的主要原理:___________。从合金的性质角度分析:打铁花用生铁而不用纯铁的原因是___________。
(3)现代工业用一氧化碳还原赤铁矿(主要成分为氧化铁)炼铁,其反应原理是___________(写化学方程式)。
(4)查阅资料发现:(氯化亚锡)溶于水可形成无色溶液。请你设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜___________(写出操作和现象)。
(5)金属锰(Mn)及其化合物用途广泛。锰的金属活动性介于镁和铜之间。经查阅,锰的化合物在水中溶解性如下:
易溶
易溶
难溶
易溶
难溶
结合以上信息和已有知识,判断下列说法正确的是___________。(填编号)
A.锰能与氢氧化铜反应 B.锰能与硝酸银溶液反应
C.碳酸锰能与稀盐酸反应 D.碳酸锰溶液能与氢氧化钠溶液反应
【答案】(1)延展
(2) 生铁熔点比纯铁低更容易被熔化
(3)
(4)将锡片放入CuCl2溶液中(或CuSO4溶液等铜的盐溶液),观察到锡片表面有红色物质析出
(5)BC
【详解】(1)铜能被加工成超薄铜箔,这是因为铜具有良好的延展性,能够被拉伸或压制成各种形状。 故本问答案为:延展。
(2)铁水打向空中,铁与氧气在高温条件下反应生成四氧化三铁,化学方程式为。 生铁的硬度比纯铁大,且熔点比纯铁低,更容易被熔化并打出铁花。 故本问答案为:;②生铁熔点比纯铁低更容易被熔化。
(3)一氧化碳还原氧化铁,在高温条件下,一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为。 故本问答案为:。
(4)将锡片放入CuCl2溶液中(或CuSO4)溶液等铜的盐溶液),观察到锡片表面有红色物质析出,说明锡能将铜从其盐溶液中置换出来,从而证明锡的金属活动性强于铜。 故本问答案为:将锡片放入CuCl2溶液中(或CuSO4溶液等铜的盐溶液),观察到锡片表面有红色物质析出。
(5)锰(Mn)的金属活动性介于镁和铜之间(即 Mg > Mn > Cu)。
A、锰属于金属,金属不与碱反应,锰不能与氢氧化铜(难溶性碱)发生反应,A错误。
B、锰的金属活动性比银强,所以锰能与硝酸银溶液反应,B正确。
C、碳酸锰难溶于水,属于碳酸盐,能与稀盐酸反应生成氯化锰、水和二氧化碳,C正确。
D、碳酸锰难溶于水,不能形成溶液,不能与氢氧化钠溶液反应,D错误。
故本问答案为:BC。
5.(2025·广东阳江·二模)锌是植物生长必需的微量元素之一。施用锌肥是防止作物因缺锌大面积减产、及时缓解植物缺锌症状、改善农产品品质的有效措施。一种水溶性锌肥()的生产工艺如下。
(1)写出炼铁高炉内用赤铁矿和反应生成的化学方程式______。
(2)粉碎生铁的目的是______。
(3)步骤I中过量的铁和溶液反应的现象是______。过滤后所得溶液中溶质是______(填化学式)。
(4)步骤II发生反应的化学方程式为______。
(5)由步骤I和步骤II能否判断Cu、Zn、Fe的金属活动性顺序?______(填“能”或“否”),判断的理由是______。
(6)制粒时,依靠黏性物料和水分滚成颗粒,成品硫酸锌颗粒含水量与合格粒径颗粒占比关系如图所示。为了得到更多合格粒径的硫酸锌成品颗粒,成品硫酸锌颗粒含水量应控制在______%为宜。
【答案】(1)
(2)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(3) 有红色固体生成,溶液由蓝色变成浅绿色 FeSO4
(4)
(5) 能 铁可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来,说明铁的金属活动性比铜强,锌可以把铁从硫酸亚铁溶液中置换出来,说明锌的金属活动性比铁强
(6)10
【详解】(1)一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为,故填:;
(2)粉碎生铁的目的是增大反应物的接触面积,使反应更充分,故填:增大反应物的接触面积,使反应更充分;
(3)步骤I中铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,可观察到的现象为有红色固体生成,溶液由蓝色变成浅绿色,过滤后所得溶液中溶质是硫酸亚铁(FeSO4),故填:有红色固体生成,溶液由蓝色变成浅绿色;FeSO4;
(4)步骤II中发生的反应为锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,反应的化学方程式为,故填:;
(5)铁可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来,说明铁的金属活动性比铜强,锌可以把铁从硫酸亚铁溶液中置换出来,说明锌的金属活动性比铁强,则金属活动性:Zn>Fe>Cu,故由步骤I和步骤II能判断Cu、Zn、Fe的金属活动性顺序,故填:能;铁可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来,说明铁的金属活动性比铜强,锌可以把铁从硫酸亚铁溶液中置换出来,说明锌的金属活动性比铁强;
(6)由图可知,当成品硫酸锌颗粒含水量控制在10%时,合格粒径颗粒占比最大,故填:10
考向02 多种金属与一种金属的盐溶液反应
6.(2025·广东梅州·三模)为全面推进美丽中国建设新篇章,合理的垃圾分类、有效的垃圾回收与利用必不可少。
(1)废旧电池中含有汞、铅、镉,随意丢弃会造成土壤和水源的污染。
①废旧电池属于______。(填字母)
A.厨余垃圾 B.可回收垃圾 C.有害垃圾 D.其他垃圾
②汞、铅、镉指的是______(填“原子”或“元素”)。
(2)废弃饮料瓶可以通过下列流程回收再利用。
聚酯纱线属于______(填“合成”或“复合”)材料。
(3)废旧手机中含有贵金属金(Au),下图是回收 Au的简略流程图。
①粉碎的目的是______。
②滤液a中的阳离子有Zn²⁺、______。(写离子符号)
③写出步骤Ⅱ的化学方程式______。
(4)垃圾分类回收与处理的意义是______。(写一条)
【答案】(1) C 元素
(2)合成
(3) 增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分 、
(4)减少污染(合理即可)
【详解】(1)①废旧电池含有汞、铅、镉等有害物质,属于有害垃圾,故选C;
②物质由元素组成,则废旧电池中的汞、铅、镉指的是元素;
(2)聚酯纱线是由塑料制成的,属于合成材料;
(3)①粉碎的目的是增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
②步骤Ⅰ加入过量稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,金、铜与稀硫酸不反应,则充分反应后过滤得到的滤液a中含有硫酸亚铁、硫酸锌和硫酸,则含有的阳离子是;
③向铜、金中通入氧气并加热,金与氧气不反应,铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜,步骤Ⅱ再加入过量的稀硫酸,金与稀硫酸不反应,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,化学方程式为;
(4)垃圾分类回收与处理的意义是减少污染、节约资源等。
7.(2025·广东广州·二模)中国的冶金历史可以追溯到古代,经历了漫长的发展历程。
(1)炼铁的技术臻于成熟,现代用高炉设备炼铁,如图所示。
①加入的铁矿石是赤铁矿(主要成分为),在A区中发生的反应化学方程式为______。
②炼钢的主要原料是生铁。在古代,人们将烧红的生铁反复捶打,在此过程中发生反应为______(填化学方程式),使金属材料中的含碳量降低。
③某赤铁矿(主要成分为)样品中铁元素的质量分数为,则该矿石样品中的质量分数为______%。
(2)我国古代将炉甘石(主要成分)、赤铜(主要成分)和木炭粉混合后加热到约,得到黄铜(铜和锌的合金),外观似黄金,回答下列问题。
①通过捶打可将黄铜加工成不同形状的黄铜制品,这是利用了金属的______性。
②由于黄铜外观似黄金,下列试剂能鉴别黄铜和黄金的有______(填字母序号,双选)。
A.稀硫酸 B.氢氧化钠溶液 C.氯化铝溶液 D.硝酸银溶液
③设计实验比较锌和铜的金属活动性,写出实验方案和预期的实验现象:______。
【答案】(1) 90
(2) 延展 AD 取少量锌片于试管中,再滴加少量溶液,锌片表面有红色固体析出
【详解】(1)①在高炉炼铁的 A 区,赤铁矿(主要成分氧化铁)与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳。反应的化学方程式为;
②生铁中含碳,将烧红的生铁反复捶打,碳会与氧气反应生成二氧化碳,从而降低含碳量,反应的化学方程式为;
③Fe2O3中 Fe 元素的质量分数为70%;
已知样品中铁元素质量分数为63%,该矿石样品中Fe2O3的质量分数为63%÷70%=90%。
(2)① 通过捶打可将黄铜加工成不同形状的黄铜制品,这是利用了金属的延展性。
② 在金属活动性顺序里,Al>Zn>(H)>Cu>Ag>Au;
A 、黄铜中的锌能与稀硫酸反应产生氢气,而黄金不与稀硫酸反应,所以稀硫酸可鉴别,A正确。
B、黄铜和黄金都不与氢氧化钠溶液反应,无法鉴别,B错误。
C、黄铜中的铜、锌和黄金都不与氯化铝溶液反应,无法鉴别,C错误。
D、黄铜中的铜、锌能与硝酸银溶液发生置换反应,表面会有银白色物质析出;黄金不与硝酸银溶液反应,所以硝酸银溶液可鉴别,D正确。
故选AD。
③在金属活动性顺序里,Zn>(H)>Cu;锌的金属活动性大于铜,锌能置换硫酸铜溶液中的铜,则设计实验:如取少量锌片于试管中,再滴加少量CuSO4溶液,锌片表面有红色固体析出(合理即可)。
8.(2025·广东梅州·模拟预测)ⅰ.金属的性质探究
(1)为探究金属铅和铁的展性强弱,各取_______,施加相同的压力,铅更易被压成薄片,说明铅比铁的展性更好。
(2)题18-1图中实验a、b对比得出铁活动性比铜强的依据是_____。用实验c、d探究铝、铜、银的金属活动性顺序,需改进的是_____。
ⅱ.“零废弃金属校园”行动
任务一、正确分类垃圾
(3)废弃易拉罐应放入题18-2图中标识为_______(填序号)的垃圾桶中。
任务二、利用金属的化学性质制作金属蚀刻画,制作过程如下:
(4)打磨的目的是______________。
(5)为得到“红色”的花瓣图案,蚀刻液为_______(填字母)。
a.稀硫酸 b.溶液 c.溶液
该过程中反应的化学方程式为_____(写其中一条)。
(6)推行“零废弃金属校园”行动的意义是______。
【答案】(1)长度大小相同的铅丝和铁丝
(2) a中产生气泡,b中无明显现象 把d中铝丝改为铜丝
(3)ⅰ
(4)除去表面的氧化膜
(5) c
(6)保护或节约金属资源
【详解】(1)对比实验中,要控制变量,则各取长度大小相同的铅丝和铁丝,施加相同的压力,铅更易被压成薄片,说明铅比铁的展性更好。
(2)在金属活动性顺序中,位于氢元素前的金属能和盐酸或稀硫酸反应,但位于氢元素后面的金属不能和盐酸或稀硫酸反应,铁能和硫酸反应,有气泡产生,但铜不能和硫酸反应,无明显现象,则说明铁比铜活泼;
实验c中,铝能和硫酸铜反应,说明铝比铜活泼,实验d中,铝能和硝酸银反应,说明铝比银活泼,但没有比较铜和银的金属活动性强弱,若想比较铝、铜、银的金属活动性顺序,可将试管d中的铝丝换成铜丝,铜能和硝酸银反应,则说明铜比银活泼,则可得知金属活动性顺序:铝>铜>银。
(3)废弃易拉罐属于可回收物,故选ⅰ。
(4)打磨能除去金属表面的氧化物。
(5)a、铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气,有气泡产生,但没有红色图案,不符合题意;
b、铝不能和氯化镁反应,则没有红色图案,不符合题意;
c、铝和硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,有红色图案,符合题意。
故选c。
铝和硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,反应的化学方程式为:。
(6)推行“零废弃金属校园”,有利于保护金属资源。
9.(2026·广东广州·一模)“激情全运会,活力大湾区。”2025年第十五届全国运动会由广东、香港、澳门三地联合举办。
(1)“圣火”取自南海可燃冰(主要成分是甲烷水合物)。请写出甲烷完全燃烧的化学方程式:_______。
(2)本届全运会比赛场馆首次使用100%绿色电力,能提供电能的清洁能源有太阳能、_______(写一种)等。
(3)港珠澳大桥是本次赛事的核心通道。它是世界上钢结构桥体最长的跨海大桥。钢铁是大桥建设的重要材料,钢的硬度比纯铁_______(填“大”或“小”),工业上常以赤铁矿为原料进行高炉炼铁,反应的化学方程式为_______。
(4)游泳场馆经常用二氧化氯()消毒,可由以下反应制得:,可推测X的化学式为_______。
(5)为了探究无人机材料中铝、铁、铜三种金属活动性强弱,某同学设计了如下实验:实验时夹紧两端弹簧夹,待乙中反应结束后打开弹簧夹,向下推动注射器活塞即可验证。乙装置中金属B和溶液X可能的组合为_______(任填一组)。
【答案】(1)
(2)风能或潮汐能等
(3) 大
(4)
(5)铁、稀硫酸
【详解】(1)甲烷在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为。
(2)能提供电能的清洁能源有太阳能、风能、潮汐能等。
(3)合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大,钢是铁的合金,其硬度比纯铁大;
工业上常以赤铁矿为原料进行高炉炼铁,赤铁矿主要成分是氧化铁,氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为。
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类及数目不变,等号左边有4个钠原子、2个氯原子、13个氧原子、2个硫原子和2个氢原子,等号右边除X外,有2个氯原子、12个氧原子、4个钠原子、2个硫原子和1个X,则1个X中含有2个氢原子和1个氧原子,故X的化学式为。
(5)验证铝、铁、铜三种金属的活动性强弱时,乙中金属B与溶液X反应产生气体,使集气瓶内压强增大,将液体压入两侧烧杯与金属A、C接触,通过观察金属A、C表面是否有金属析出,判断金属活动性,则乙装置中金属B和溶液X可能的组合为铁、稀硫酸,金属A、C分别是铝、铜,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,集气瓶内气体增多,压强增大,液体被压入两侧烧杯,则甲烧杯中铝与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸铝,说明铝比铁活泼,丙烧杯中铜与硫酸亚铁不反应,说明铁比铜活泼,由此可验证铝、铁、铜三种金属的活动性顺序为铝>铁>铜。
考向03 一种金属和多种金属的盐溶液反应
10.(2025·广东深圳·三模)某工厂产生的工业废料中主要含氧化铜和氧化铁,如果不处理,任意排放会造成环境污染。经过处理后可回收铜和硫酸亚铁(不考虑其他杂质对流程的影响)。根据下图所示流程回答问题:(已知:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4)
(1)废料在进行步骤①之前,都要进行粉碎,目的是______。写出过程①中发生反应的化学方程式(任写一个)__________。
(2)过程②中发生的反应属于______反应(填基本反应类型)。过程②要进行的实验操作是__________。
(3)过程③中发生反应的方程式为______,可观察到的现象是______。
(4)废料处理除了可以防止环境污染,还能起到______的作用。
【答案】(1) 增大反应物的接触面积,提高反应速率 Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
(2) 化合、置换 过滤
(3) Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 有气泡生成
(4)节约金属资源
【详解】(1)废料在进行步骤①之前,都要进行粉碎,目的是增大反应物的接触面积,使反应更快更充分;由分析可知,过程①、过程③所加试剂相同为稀硫酸,过程①中硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;
(2)过程②中铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该该反应符合“一换一”的特点,属于置换反应;由分析可知,过程②加入过量的铁粉,过滤;
(3)由分析可知,过程③中铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;可观察到产生气泡,溶液由无色变为浅绿色;
(4)某工厂产生的工业废料中主要含氧化铜和氧化铁,经过处理后可回收铜和硫酸亚铁,废料处理除了可以防止环境污染,还能起到节约资源的作用。
11.(2025·广东江门·三模)某类手机电路板中含有Fe、Cu、Au、Ag、Ni(镍,银白色)、Pd(钯,银白色)等金属,下图是项目小组设计的回收部分金属的流程图。其中,滤液②与滤液④中都只含有一种溶质且溶质种类相同。已知:
(1)金属板加入足量稀硫酸,除了铁与硫酸发生反应外,还有_____与稀硫酸发生反应。写出铁与稀硫酸反应的化学方程式_____。
(2)滤液③中含有的溶质有:、_____。
(3)由滤液②与滤液④中都只含有一种溶质且溶质种类相同,可知滤渣②中的金属有_____。
(4)金属铁、镍、钯在溶液中的活动性由强到弱的顺序是_____。
(5)金属防锈常用电镀的方法,其防锈原理是隔绝_____。
(6)某电镀厂排放的废液中含有和,为了回收金属,项目小组向该混合溶液中加入锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。滤渣中一定含有_____,滤液中一定含有_____。下列有关说法正确的是_____(填序号)。
①滤液中最多有两种溶质
②若滤液为蓝色,则滤液中一定有、
③若滤液为蓝色,则滤渣中一定只有银
④滤渣中加入稀盐酸,可能产生气泡
【答案】(1) 镍/Ni
(2)硫酸铜/CuSO4
(3)Au、Ag、Pd
(4)Fe>Ni>Pd/铁>镍>钯
(5)氧气和水
(6) 银/Ag 硝酸锌/Zn(NO3)2 ②④
【详解】(1)由于操作②后得到了Ni,则说明加入足量稀硫酸时,镍也和硫酸发生了反应生成了硫酸镍,而操作②中,铁将镍从其化合物溶液中置换出来;
铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为。
(2)由于铜和氧气、硫酸在加热条件下生成硫酸铜,而铁和硫酸铜反应生成的红色的铜和硫酸亚铁,则滤液③中的溶质为硫酸铜和过量的硫酸。
(3)银、金、铜不能和硫酸反应,滤液②与滤液④中都只含有一种溶质且溶质种类相同,则均为硫酸亚铁,则说明加入足量稀硫酸时,钯也不能和硫酸反应,结合前面分析可知,滤渣②中不含铜,则滤渣②中的金属是银、金、钯。
(4)结合前面分析可知,铁、镍能和硫酸反应,但钯不能和硫酸反应,则说明钯最不活泼,又由于铁能将镍从硫酸镍溶液中置换出来,则说明铁比镍活泼,则说明金属活动性顺序:铁>镍>钯。
(5)电镀能使金属隔绝氧气和水,从而防止金属生锈。
(6)由于金属活动性顺序:锌>铜>银,则锌先和硝酸银反应生成银和硝酸锌,待硝酸银完全反应后,锌和硝酸铜反应生成铜和硝酸锌,则滤渣中一定含有银,滤液中一定含有硝酸锌;
①若锌只和部分的硝酸银反应,则滤液中含有硝酸锌、硝酸铜和硝酸银,则滤液中最多有三种溶质,说法不正确;
②若滤液为蓝色,则说明溶液中含有硝酸铜,但由于不确定硝酸银是否完全反应,此时溶液中的溶质为硝酸锌和硝酸铜,可能含有硝酸银,说法正确;
③若锌和部分硝酸铜反应,则反应后滤液为蓝色,此时滤渣中含有银和铜,说法不正确;
④若锌过量,则滤渣中含有银、铜、锌,锌能和盐酸反应,则滴加稀盐酸时会产生气泡,若反应后滤渣中不含锌,则没有气泡产生,说法正确。
故选②④。
12.(2025·广东广州·二模)在人类社会的发展进程中,金属起着重要的作用,结合所学知识回答下列问题:
(1)火法冶金。我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热到约800℃,得到一种外观似金子的锌和铜的合金(黄铜)。(提示:ZnCO3受热分解可生成ZnO等。)
①请写出赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热到约800℃反应的化学方程式___________。
②下列试剂能够鉴别黄铜(铜锌合金)和真金的有 ___________ (填序号)。
A.稀盐酸 B.氢氧化钠 C.硝酸银 D.硫酸锌
③若炉甘石中含有250t碳酸锌,理论上可制得锌的质量是 ___________ t。
④设计实验比较锌和铜的金属活动性,写出实验方案和预期的实验现象:___________ 。
(2)湿法炼金是利用置换反应。向CuSO4、AgNO3混合液中加入Zn粉,充分反应后过滤。往滤液中滴加HCl溶液,无明显现象。滤液中可能有的阳离子是 ___________ 。
(3)“竖炉绿电绿氢冶金”的流程如图1所示:
①将铁矿石粉碎的目的是 ___________ 。
②利用绿电制“绿氢”的反应化学方程式为 ___________ 。“绿氢”和其他制氢方式的成本和碳排放情况如图2所示,请分析,绿氢的优点 ___________ 。
③高炉炼铁与绿氢冶铁的部分参数如下表,分析两者产物不同的原因 ___________ 。
冶炼方式
高炉炼铁
绿氢冶铁
原料
焦炭、石灰石、空气、铁矿石
铁矿石、氢气、石灰石
反应温度
>1500℃(熔融态)
800﹣1200℃(固态还原)
产物
液态生铁
固体海绵铁
④固体海绵铁暴露于空气中易自燃,保存海绵铁的方法:___________ (写一条)。
【答案】(1) 将金属锌放入装有硫酸铜溶液的试管中,充分反应;观察到锌表面有红色固体析出,溶液由蓝色变成无色
(2)/铜离子
(3) 增大反应物的接触面积,使反应更充分 成本低,低碳 反应温度不同,还原剂不同 密封保存(或干燥环境保存,合理即可)
【详解】(1)①赤铜()和木炭粉在约反应生成铜()和二氧化碳(),化学方程式为;
②鉴别黄铜(铜锌合金)和真金:
A、稀盐酸:黄铜中锌能与稀盐酸反应产生气泡,金不反应,可鉴别 ;
B、 氢氧化钠:与黄铜、金都不反应,无法鉴别 ;
C、硝酸银:黄铜中锌、铜都能与硝酸银反应,表面有银白色物质析出,金不反应,可鉴别 。
D、硫酸锌:与黄铜、金都不反应,无法鉴别 。
故填:AC。
③炉甘石中含碳酸锌(),根据化学反应前后元素质量不变,碳酸锌中锌元素质量分数为,则理论上制得锌的质量为;故填:130。
④比较锌和铜金属活动性:实验方案为将锌片放入硫酸铜溶液中;预期现象是锌片表面有红色物质析出,溶液由蓝色逐渐变为无色 ,说明锌能置换出铜,锌活动性比铜强;故填:将金属锌放入装有硫酸铜溶液的试管中,充分反应;观察到锌表面有红色固体析出,溶液由蓝色变成无色。
(2)向、混合液中加锌粉,锌先与硝酸银反应,再与硫酸铜反应。往滤液中滴加氯化氢溶液,无明显现象,说明滤液中无(若有,会与生成白色沉淀 )。锌将硝酸银全部反应,但不能确定锌与硫酸铜是否发生反应及反应程度,所以一定含有锌离子,可能含有(阳离子)。
(3)①将铁矿石粉碎目的是增大反应物接触面积,使反应更充分、更快 ;
②利用绿电制 “绿氢”,是电解水,化学方程式为;从图 2 看,绿氢优点是成本相对较低、碳排放少(低碳 ) ;
③高炉炼铁与绿氢冶铁产物不同,原因是反应温度和还原剂不同(高炉炼铁是还原,高温下产物为液态生铁;绿氢冶铁还原剂是,温度相对低,产物为固体海绵铁 ) ;故填:反应温度不同,还原剂不同。
④固体海绵铁暴露于空气中易自燃,保存方法可隔绝氧气,如密封保存(或干燥环境保存等合理即可 ) 。故填:密封保存(或干燥环境保存,合理即可)。
14.(2025·广东·一模)我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母福建舰举世瞩目。福建舰建造用到了钛合金。工业上用金红石(主要成分为TiO2)制备金属钛的工艺流程如图所示,分析流程,回答下列问题。
已知:Ti、Mg在高温下与空气中的O2、CO2等反应。
(1)氯化炉中发生反应的化学方程式为,X是___________(填化学式);
(2)还原炉内通入氩气的目的是___________;
(3)蒸馏炉中利用海绵钛和MgCl2的___________不同,将MgCl2分离;
(4)流程中可循环利用的物质是___________和___________。
(5)福建舰32面相控阵雷达全球第一,该雷达使用氮化镓技术,氮化镓中Ga为+3价,N为-3价,其化学式为___________。
(6)福建舰外壳用涂料覆盖,是为了防止钢铁材料与 ___________接触而锈蚀。
(7)福建舰上有大量起隐身作用的低磁钢,高锰钢是常见的低磁钢。验证锰(Mn)的金属活动性顺序在铝和锌之间的实验方案为___________(填试剂和操作)。
(8)航母维护过程中某废液里含有少量的AgNO3和Cu(NO3)2,为回收利用金属资源和防止污染,工作人员向该废液中加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,向滤液中加入少量的稀盐酸,无沉淀产生,则滤出的固体中一定含有Ag,滤液中一定含有的金属离子是___________(填离子符号)。
【答案】(1)CO
(2)防止Ti、Mg在高温下与空气中的O2、CO2等反应(合理即可)
(3)沸点
(4) Cl2 Mg
(5)GaN
(6)空气中的氧气和水
(7)将相同的锰丝分别加入Al(NO3)3溶液和ZnSO4溶液中,观察现象(合理即可)
(8)Fe2+
【详解】(1)由可知,根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子种类及数目不变,化学方程式左边有1个钛原子、2个氧原子、4个氯原子和2个碳原子,化学方程式右边有1个钛原子、4个氯原子和2个 X 分子,则2个 X 分子中含有2个氧原子和2个碳原子,则1个 X 分子中含有1个氧原子和1个碳原子,故 X 的化学式为 CO;
(2)还原炉内通入氩气的目的是防止镁在高温条件下与空气中的O2和CO2反应;
(3)蒸馏是利用液体混合物中各成分沸点不同进行分离提纯的操作,则蒸馏炉中利用海绵钛和氯化镁的沸点不同,将氯化镁分离;
(4)由流程图可知,流程中可循环利用的物质是Cl2和Mg;
(5)氮化镓中Ga为+3价,N为-3价,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则氮化镓的化学式为GaN;
(6)“福建舰”外壳用涂料覆盖,是为了防止钢铁材料与空气中的氧气和水接触而锈蚀;
(7)验证锰(Mn)的金属活动性顺序在铝和锌之间,说明锰不能与铝的盐溶液反应,锰能与锌的盐溶液反应生成锌,则可设计实验方案为将相同的锰丝分别加入Al(NO3)3溶液和ZnSO4溶液中,观察想象即可;
(8)向该废液中加入一定量的铁粉,根据金属活动性铁>铜>银可知,铁先与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,然后铁再与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁,反应停止后过滤,向滤液中加入少量的稀盐酸,无沉淀产生,说明硝酸银完全反应,则滤出的固体中一定含有银;滤液中一定含有硝酸亚铁,故滤液中一定含有的金属离子是亚铁离子,符号为:Fe2+。
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