重难点15 金属活动顺序及其应用(重难专练)(浙江专用)2026年中考科学二轮复习讲练测
2026-04-29
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内容正文:
重难点15 金属活动顺序及其应用
中
目 录
命题趋势
重难诠释
一、金属的化学性质
二、金属活动性及应用
即时提升练
考点
三年考情分析
2026考向预测
1、金属活动性顺序表内容
2、金属活动性顺序的应用:判断金属与酸的反应;判断金属与盐溶液的反应;设计实验验证金属活动性顺序;判断反应后滤渣、滤液的成分;金属与酸反应的相关计算及图像分析
在近三年浙江中考科学试卷中,金属活动性顺序及其应用考查题型丰富多样 。选择题常考查金属活动性顺序的基本应用判断,如判断金属与酸、盐溶液能否发生反应,湿法炼铜(2025统考第14题),或根据给定的反应现象判断金属活动性顺序等(2023绍兴中考) 。填空题多涉及利用金属活动性顺序解释生活中的化学现象,书写金属与酸、盐溶液反应的化学方程式,以及根据反应情况推断金属活动性顺序 。实验探究题围绕设计实验验证金属活动性顺序、金属的冶炼展开,考查学生实验方案的设计、实验操作、现象观察与分析能力(2023湖州中考)。计算题则结合金属与酸、盐溶液反应,通过化学反应中的质量关系进行计算,如计算金属与酸反应生成氢气的质量,或根据金属与盐溶液反应后固体和溶液质量的变化,计算参与反应的金属质量或盐的质量分数等 。
预计2026年浙江中考科学仍会考查金属活动性顺序及其应用 。选择题可能会深化对金属活动性顺序在复杂体系中应用的考查,如分析多种金属与多种盐溶液混合反应时的先后顺序及反应结果判断。实验探究题可能会对实验进行拓展创新,如利用数字化传感器精确测量金属与酸反应过程中氢气产生的速率变化,或者设计实验探究影响金属与盐溶液反应速率的多种因素(除金属活动性外,还包括温度、溶液浓度、金属表面积等),考查学生的创新思维和实践能力 。计算题大概率会综合多个化学知识点,如将金属活动性顺序与化学方程式计算、质量守恒定律、溶液中溶质质量分数计算等相结合,考查学生的综合分析和计算能力 。
一、金属的化学性质
1. 金属与氧气的反应
金属+氧气→金属氧化物 (化合反应)
镁
铝
铁
铜
2Mg+O2 === 2MgO
4Al+3O2 === 2Al2O3
3Fe+2O2=== (点燃)Fe3O4
2Cu+O2=== (△)2CuO
常温下表面形成氧化膜
常温下表面形成氧化膜,可阻止铝进一步氧化。
铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
紫红色的铜丝加热后变黑
通过金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断金属的活动性:镁、铝>铁、铜>金。
2.金属与酸的反应
金属+酸→盐+H2↑(置换反应)
反应条件:金属活动性排在H前
注意:实验前用砂纸打磨金属,除去镁、铁等金属表面的氧化膜,便于金属与酸接触反应。
镁
锌
铁
现象
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,无色溶液变为浅绿色,产生少量气泡
化学方程式
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
通过金属与酸能否反应或与酸反应的剧烈程度判断金属的活动性:镁>锌>铁>铜(不反应)
铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁化合价为+2价。含有Fe2+的溶液为浅绿色
3.金属与金属化合物的反应
金属+盐→新盐+新金属 (置换反应)
反应条件:参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外),且盐必须可溶。
实验
铁钉+硫酸铜溶液
铝丝+硫酸铜溶液
铜丝+硝酸银溶液
现象
铁表面有红色固体产生,
溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
铝表面有红色固体产生,
溶液由蓝色逐渐变为无色
铜表面有银白色固体产生,
溶液由无色逐渐变为蓝色
化学方程式
Fe+CuSO4 ===Cu+FeSO4
2Al+3CuSO4 ===Al2(SO4)3 +3Cu
Cu+2AgNO3 ===2Ag+Cu(NO3)2
活动性比较
铁>铜
铝>铜
铜>银
现象的描述重点:金属表面生成固体的颜色,溶液颜色的变化。
总结:比较金属活动性的方法:
二、金属活动性及应用
1.常见金属在溶液中的活动性顺序:(巧记:捡个大美女;身体细纤轻;总共一百斤)
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
(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。
*金属化合物必须溶于水;AgCl不溶于水,不能用于和金属发生置换反应;
*K、Ca、Na太活泼,常温下和水反应,不能置换出金属化合物中的金属。
2.金属活动性顺序的应用
(1)金属活动性顺序的判断
分析:注意金属与酸反应时作对比实验要控制变量(如酸种类、浓度、体积;金属的形状、接触面积;温度等)
(2)金属活动性的判断实验设计
1)两种金属活动性判断
待比较
金属
Zn、Fe
Fe、Cu
Cu、Ag
活动性比较
Zn>Fe>H
Fe>H>Cu
H>Cu>Ag
金属+酸
将打磨过的铁和锌分别放
入等质量等浓度的同种酸
比较反应的剧烈程度
将打磨过的铁和铜分别放
入等质量等浓度的同种酸
比较能否反应
均不与酸反应,
不能证明
金属+化合物溶液
方案:前金属+后溶液,能置换
Zn+FeCl2=ZnCl2+Fe
操作:将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中,观察到有银白色金属析出
方案:前金属+后溶液,能置换
Fe+CuCl2=FeCl2+Cu
操作:将打磨过的铁丝放入氯化亚铜溶液中,观察到有紫红色金属析出
方案:前金属+后溶液,能置换
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
操作:将铜丝放入硝酸银溶液中,观察到有银白色金属析出
方案:后金属+前溶液,不置换
Fe+ZnSO4
操作:将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中,无明显现象
方案:后金属+前溶液,不置换
Cu+FeSO4
操作:将铜片放入硫酸亚铁溶液中,无明显现象
方案:后金属+前溶液,不置换
Ag+Cu(NO3)2
操作:将银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象
2)三种金属活动性判断
待比较金属
Fe、Cu、Ag
活动性:Fe>H>Cu>Ag
方案1:
前金属+后溶液
方案:①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换
药品:打磨过的铁丝、铜丝,硝酸铜溶液、硝酸银溶液(4种)
操作:将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中,铁丝上有红色固体析出;将铜丝放入硝酸银溶液中,铜丝表面出现银白色固体。
方案2:
后金属+前溶液
方案:①证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2 不置换 ②证明Cu<Fe: Cu+Fe(NO3)2 不置换
药品:打磨过的银丝、铜丝,硝酸铜溶液、硝酸亚铁溶液(4种)
操作:将打磨过的银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象;将铜丝放入硝酸亚铁溶液中,无明显现象。
方案3:
两边金属+中间溶液
方案:①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2不置换
药品:打磨过的铁丝、银丝,硝酸铜溶液(3种)
操作:将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中,铁丝上有红色固体析出;将银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象。
方案4:
中间金属+两边溶液
方案:①证明Cu<Fe: Cu+Fe(NO3)2不置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换
药品:打磨过的铜丝,硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液(3种)
操作:将打磨过的铜丝放入硝酸亚铁溶液中,无明显现象;将铜丝放入硝酸银溶液中,铜丝表面出现银白色固体。
(3)鉴别和除杂
除去金属中杂质金属或金属化合物溶液中的金属化合物
(除杂的要求:不增,不减,易分离,易恢复原状)
混合物
方法
有关化学方程式
Cu(Zn)
①加入足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
②加入足量硫酸铜溶液,过滤、洗涤、干燥
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
FeSO4(CuSO4)
加入足量铁粉,过滤
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
(4)滤渣、滤液成分的判断
1)一种金属和一种盐溶液反应后滤渣、滤液成分的判断
如金属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:
A不足
A恰好反应
A过量
滤渣
B
B
B、A
滤液
A盐、B盐
A盐
A盐
2)多种金属与一种金属的盐溶液反应
两种金属(活动性强于金属化合物中金属)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
如Zn和Fe同时放入CuSO4溶液中,活泼性:Zn>Fe>Cu
①Zn和CuSO4先反应:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu ②Fe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
3)一种金属和多种金属的盐溶液反应
一种金属(活动性强于金属化合物中金属)放入两种金属化合物混合溶液中,活动性弱的金属化合物先反应
如一定量的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
(5)金属反应后溶液质量的变化
金属+酸
金属+金属化合物溶液
金属置换出酸中的氢元素生成氢气,
溶液的溶质由酸变为金属化合物,溶液质量一定增加
金属与化合物溶液反应后溶液溶质质量的增减
根据方程式计算
(6)金属与酸反应数据和图像分析
1)等质量的金属Mg、Zn、Fe、Al分别与足量的同种酸反应。(Mg-24 Zn-65 Fe-56 Al-27)
解:设等质量的金属质量为m,则生成的氢气质量x,通过方程式可求得:
生成H2的速率:Mg > Al > Zn > Fe(由金属活动性决定,越活泼,产生氢气的速率越快)
生成H2的质量:Al > Mg > Fe > Zn(酸过量,按金属质量计算)
总结:①等质量金属与足量酸反应,同为+2价金属,相对原子质量越小,生成的H2质量越大。
②任意化合价的金属与足量酸反应产生氢气的质量计算公式:
【金属相对原子质量/金属化合价】值越小,产生的H2质量越多
2)等质量等质量分数的同种酸分别与足量的金属Mg、Zn、Fe、Al反应
解:设等质量的同种酸质量为m,则生成的氢气质量x通过方程式可求得:
生成H2的速率:Mg>Al>Zn>Fe(由金属活动性决定,越活泼,产生氢气的速率越快)
生成H2的质量:相等(金属过量,按酸质量计算,酸是等量的,全部反应完,产生的氢气质量相等)
3)图像分析
等质量的金属与足量酸反应
等质量、等质量分数的酸和足量金属反应
向等质量、等质量分数的稀酸中加入金属至过量
向等质量的金属中滴加等质量分数的稀酸至过量
①开始时,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
【逆向思维】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
②最终生成氢气的质量由酸决定,酸的质量相等,则最终产生氢气的质量相等
①a点前,酸不足,产生氢气的质量由酸的质量决定,产生氢气的质量为Al=Mg=Fe=Zn
②b点后,酸足量,产生氢气的质量由金属决定,最终产生氢气的质量为Al>Mg>Fe>Zn
③该曲线无法表示反应速率,因此无法判断金属的活动性强弱
(建议用时:60分钟)
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
【解析】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。
【答案】C
2.人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
【解析】A、实验前需要打磨金属片,是为了除去表面的氧化膜,从而防止氧化膜阻碍反应的进行,故选项说法正确;
B、由金属活动性:锌>氢>铜可知,若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡,故选项说法正确;
C、若向乙试管加入ZnSO4溶液,无明显现象,说明铜不与硫酸锌溶液反应,即铜的活动性比锌弱,锌的金属活动性比铜强,故选项说法正确;
D、由金属活动性锌>铜>银可知,若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,锌和铜都能与硝酸银反应置换出银,能得出金属的活动性:Zn>Ag,Cu>Ag,但无法比较锌和铜的金属活动性,故选项说法错误;
【答案】D
3.小颖同学为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序进行了如图甲所示的实验,实验后把两试管中的物 质倒入烧杯中(如图乙),发现烧杯内的红色固体明显增多,充分反应后过滤,再向滤渣中加入适量稀盐酸,产生无色气泡。根据上述信息,判断下列说法正确的是( )
A.原a、b试管中溶液都一定呈浅绿色
B.滤液中一定含有Mg2+、Fe2+,可能含有Cu2+
C.滤渣质量一定大于所加铁粉的总质量
D.滤渣含有三种固体物质
【解析】由于镁的活动性大于铁,铁不能与硫酸镁反应;铁的活动性大于铜,铁能将铜从其溶液中置换出来,由题意可知,实验后把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙)发现烧杯内的红色固体明显增多,说明了b中的铁完全反应了,a中的铁又与硫酸铜发生了反应。充分反应后过滤,再向滤渣中加入适量稀盐酸,产生无色气泡说了滤渣中有剩余的铁,由此可知:
A、由于b中的铁完全反应了,硫酸铜有剩余,溶液为蓝色,故错误;
B、由于铁有剩余,滤液中一定不含有Cu2+,故错误;
C、由发生的反应可知,由于每56份质量的铁能与置换出64份质量的铜,滤渣质量一定大于所加铁粉的总质量,故正确。
D、由于镁的活动性大于铁,铁不能与硫酸镁反应;铁的活动性大于铜,铁能将铜从其溶液中置换出来,再向滤渣中加入适量稀盐酸,产生无色气泡说了滤渣中有剩余的铁,滤渣含有铜,铁两种固体物质,故错误。
【答案】C
4.化学兴趣小组同学在探究金属与酸的反应时,分别将形状、质量相同的和放入同等大小的烧瓶中,再注入足量体积和浓度均相同的稀硫酸,利用压强传感器采集数据,得到如图所示的气压变化曲线。下列有关说法错误的是( )
A.五种金属中与酸的反应最剧烈
B.充分反应后与稀硫酸反应产生的质量比少
C.反应结束后消耗稀硫酸最少的金属是
D.由图可知金属不能与稀硫酸反应
【解析】A、由图可知,镁与稀硫酸反应压强变化最快,反应最剧烈,故A不符合题意;
B、根据化学方程式:、可知,每65份质量的锌能生成2份质量的氢气,每56份质量的铁能生成2份质量的氢气,等质量的锌和铁与足量稀硫酸反应,与稀硫酸反应产生的质量比少,故B不符合题意;
C、由图可知,反应结束后,产生压强最大,说明生成氢气质量最多,根据质量守恒定律,产生的氢气来源于酸中的氢元素,说明反应结束后消耗稀硫酸最多的金属是,故C符合题意;
D、由图可知,的压强始终不变,说明没有气体放出,金属不能与稀硫酸反应,故D不符合题意。
【答案】C
5.现有等质量的铁和锌两种金属,分别与等质量等浓度的稀盐酸充分反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示。根据图中所提供的信息,得出的结论不正确的是( )
A.充分反应后消耗的稀盐酸一样多
B.图线A表示锌的反应情况
C.反应结束后至少有一种金属剩余,则剩余金属一定为锌
D.反应结束后,所得溶液的质量均增大
【解析】A、由图可知,最终生成氢气的质量相同,根据质量守恒定律,氢元素守恒,则消耗的稀盐酸的质量相同,选项正确;
B、分析图像信息,由于锌比铁活泼,则锌和稀盐酸反应的速率比铁和稀盐酸反应快,则A表示锌的反应情况,选项正确;
C、由于则生成等质量氢气时,消耗的锌的质量更多,若有一种金属剩余,则剩余金属一定为铁,选项错误;
D、结合前面的分析可知,参加反应的金属质量大于生成氢气的质量,则反应结束后,所得溶液的质量均增大,选项正确。
【答案】C
6.为了防止环境污染,工业废液需要经过处理达标后才能排放,某电镀厂为了减少对水的污染并节约成本,从排放的废液(只含有、和)中回收金属铜,铁以及工业原料硫酸锌,设计了如图所示的工艺流程,下列说法错误的是
A.步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是过滤
B.步骤Ⅳ中得到的硫酸锌晶体大于废液中硫酸锌的质量
C.步骤Ⅱ中的Y溶液不可能是稀盐酸
D.步骤Ⅲ中发生的化学反应方程式为
【解析】废液中含硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸铜,要从废液中回收金属铜、铁以及工业原料硫酸锌,则X为锌,锌和硫酸铜生成硫酸锌和铜,和硫酸亚铁生成硫酸锌和铁,则固体A为铜、铁和过量的锌,溶液C为硫酸锌,Y为硫酸溶液,稀硫酸和锌、铁分别生成硫酸锌和硫酸亚铁,则溶液B为硫酸锌、硫酸亚铁及过量的硫酸,向B中加入适量锌,锌和硫酸亚铁生成铁和硫酸锌,C结晶得到硫酸锌晶体。
A、步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是分离难溶性固体和溶液的操作,都是过滤操作,该选项说法正确;
B、步骤Ⅳ中得到的硫酸锌晶体大于废液中硫酸锌的质量,是因为过程中锌和稀硫酸反应生成了硫酸锌,该选项说法正确;
C、根据流程目的,从排放的废液(只含有ZnSO4、FeSO4和CuSO4)中回收金属铜,铁以及工业原料硫酸锌,故步骤Ⅱ中的Y溶液是稀硫酸,而不是稀盐酸,因为稀盐酸会引入杂质离子Cl-,该选项说法正确;
D、步骤Ⅲ中,X是锌,锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,和过量的稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,发生的化学反应方程式为Zn+FeSO4═ZnSO4+Fe、Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,该选项说法不正确。
【答案】D
7.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
【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。
【答案】D
8.将一定质量的金属镁放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,下列说法正确的是( )
A. 若滤液为无色溶液,则滤渣中一定含有镁
B. 若向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生,则滤渣中一定含有银和铜
C. 若滤液为蓝色溶液,则滤液中至少含有三种金属离子
D. 若加入镁的质量为2.4g,则滤渣的质量一定大于2.4g
【解析】活动性Mg>Cu>Ag,则加入镁后镁先和硝酸银反应生成硝酸镁和银,后和硝酸铜反应生成硝酸镁和铜。
A、若滤液为无色溶液,则硝酸铜全部反应,但无法判断镁和硝酸铜恰好完全反应还是镁有剩余,滤渣中可能有镁,错误;
B、若向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生,则没有氢前金属镁剩余,滤渣中一定有开始反应就置换出的银,但无法确定是否有铜,错误;
C、若滤液为蓝色溶液,则溶液中一定有硝酸铜存在,溶液中一定还有反应生成的硝酸镁,但是没有办法确定是否有硝酸银剩余,则至少有二种金属离子。错误;
D、,,镁和硝酸铜、硝酸锌反应后得到的固体质量都增加,所以若加入镁的质量为2.4g,则滤渣的质量一定大于2.4g。正确;
【答案】D
9.向和的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是( )
A. 若滤液为蓝色,则滤渣中一定含有Cu和Zn
B. 若滤液不为蓝色,则滤液中可能不含
C. 若往滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有Mg
D. 所得滤液的质量一定比原溶液的质量大
【解析】由金属活动性顺序Mg>Zn>Cu可知,向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,锌和氯化铜反应生成氯化锌和铜,和氯化镁不反应;
A、若滤液为蓝色,说明滤液中含有CuCl2,则滤渣中一定含有Cu,一定不含Zn,故选项A说法错误;
B、若滤液不为蓝色,则滤液中一定不含CuCl2,故选项B说法错误;
C、若往滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有Zn,不含Mg,故选项C说法错误;
D、锌和氯化铜反应生成氯化锌和铜,,所得滤液的质量一定比原溶液的质量大,故选项D说法正确;
【答案】D
10.钴(Co)的金属活动性与铁相似,钴的化合物相关性质如下、下列预测合理的是( )
物质
CoO
Co(OH)2
CoCl2
CoCO3
在水中的溶解性
难溶,灰绿色固体
难溶,粉红色固体
易溶,溶液呈粉红色
难溶,粉红色固体
A. Co能从MgCl2溶液中置换出Mg
B. CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C. CoCO3能与盐酸反应生成H2
D. Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得
【解析】A、钴的金属活动性与铁相似,则活动性比镁弱,不会和氯化镁反应,错误;
B、CoO是金属氧化物,可以和酸反应生成盐和水,则CoO和盐酸反应生成CoCl2和H2O,CoCl2易溶,溶液呈粉红色,正确;
C、碳酸盐和酸反应生成盐、水、二氧化碳,所以CoCO3能与盐酸反应生成二氧化碳,不会生成氢气,错误;
D、Co与NaOH溶液不反应,错误;
【答案】B
11.现有质量相等的X、Y、Z三种金属,分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,Y、Z在生成物中均显+2价,Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z的金属活动性顺序为:Y>Z>X
B.相对原子质量:Y>Z
C.完全反应生成氢气的质量:Y<Z
D.Y与H2SO4反应的化学方程式为:Y+H2SO4═YSO4+H2↑
【解析】A、现有质量相等的X、Y、Z三种金属,分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,至完全反应,Z所需时间短,金属活动性Z比Y强,则X、Y、Z的金属活动性顺序为:Z>Y>X,故选项说法错误。
B、现有质量相等的Y、Z两种金属,分别放入溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,Y、Z在生成物中均显+2价,最终Y产生的氢气比Z多,则相对原子质量:Y<Z,故选项说法错误。
C、由图示可知,完全反应生成氢气的质量:Y>Z,故选项说法错误。
D、Y在生成物中显+2价,Y与H2SO4反应的化学方程式为:Y+H2SO4═YSO4+H2↑,故选项说法正确。
【答案】D
12.将足量X、Y、Z、M四种金属分别投入等质量、等质量分数的稀盐酸中(反应关系如图甲),把金属Y、Z分别投入硝酸银溶液中(反应关系如图乙),据此判断X、Y、Z、M的金属活动性顺序是( )
A. M>X>Y>Z B. M>X>Z>Y C. X>M>Z>Y D. X>M>Y>Z
【解析】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,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
M、X能和稀盐酸反应,并且M和稀盐酸反应时间短,说明M比X活泼,Y、Z不能和稀盐酸反应,说明Y、Z不如M、X活泼,Y能和硝酸银反应,说明Y比Z活泼,因此四种金属的活动性顺序为M>X>Y>Z。
【答案】A
13.金属回收再利用是保护金属资源的重要途径。某工厂利用废镍材料回收镍(Ni),该废镍材料中含有Ni及少量Fe、Cu,流程如图所示(部分产物略去)。
(1)过滤时,玻璃棒的作用是_________。
开始沉底时的pH
完全沉淀时的pH
Fe3+
2.7
3.2
Ni2+
7.2
8.7
(2)过氧化氢具有氧化性,“氧化”时发生反应的化学方程式为2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2(SO4)3+2X,则X的化学式是_________。
(3)已知Fe3+和Ni2+开始沉淀和完全沉淀时的pH如表。“除铁”过程中加入NaOH溶液的目的是通过调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀,则pH的范围是_________。
A.2.7≤pH<3.2
B.3.2≤pH<7.2
C.7.2≤pH<8.7
【解析】(1)过滤时,玻璃棒的作用是引流。
(2)由反应的化学方程式,反应前铁、硫、氢、氧原子个数分别为2、3、4、14,反应后的生成物中铁、硫、氢、氧原子个数分别为2、3、0、12,根据化学反应前后原子种类、数目不变,则2X分子中含有4个氢原子和2个氧原子,则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成,则物质X的化学式为H2O。
(3)Fe3+完全沉淀时pH为3.2,而Ni2+开始沉淀时的pH为7.2,“除铁”过程中加入NaOH溶液的目的是通过调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀,则pH的范围是3.2≤pH<7.2。
【答案】(1)引流;(2)H2O;(3)B。
14.化学蚀刻是金属雕琢的常用方法之一,其原理是利用溶液与金属发生反应,形成凹凸结构。某车间用盐酸作蚀刻液生产金属雕花外墙装饰板,工艺流程如图所示。
(1)钢制板材是含碳的铁合金,属于_________(填“金属”“有机合成”或“复合”)材料。
(2)蚀刻时,将蚀刻液倒入凹槽后会有气体生成,该气体为_________(填化学式)。
(3)喷漆可以防止工艺品锈蚀,其原理是____________________________________。
【解析】(1)金属材料包括纯金属和合金,钢制板材是含碳的铁合金,属于金属材料;故答案为:金属;
(2)盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气,氢气的化学式为H2;故答案为:H2;
(3)铁与氧气和水共存时会发生锈蚀,喷漆可以防止工艺品锈蚀,其原理是隔绝铁与氧气和水的接触,达到防锈的目的;故答案为:隔绝铁与氧气和水的接触。
【答案】(1)金属;(2)H2;(3)隔绝铁与氧气和水的接触。
15.随着新能源汽车的使用,废旧电池的回收利用正逐渐受到重视。从电池负极片(主要成分为ZnO、Zn、铜网等)中回收ZnO的一种流程如图所示。请回答:
(1)将“酸洗”和“酸溶”后的溶液混合的目的是___________________________。
(2)“沉锌”时主要发生反应的化学方程式是Na2CO3+ZnCl2═ZnCO3↓+2NaCl,该反应属于__________________(填基本反应类型)。
(3)若过滤后未洗涤沉淀,则沉淀表面会附着杂质,杂质的主要成分是__________________。
【解析】(1)“酸洗”时铜网上附着的ZnO、Zn和盐酸反应生成氯化锌,“酸溶”时ZnO、Zn和盐酸反应生成氯化锌,将“酸洗”和“酸溶”后的溶液混合的目的是将溶液中的氯化锌集中到一起,便于后续统一处理,提高锌元素的利用率;
(2)“沉锌”时主要发生反应的化学方程式是Na2CO3+ZnCl2═ZnCO3↓+2NaCl,该反应符合双交换、价不变的特点,基本反应类型属于复分解反应;
(3)“沉锌”时主要发生反应的化学方程式是Na2CO3+ZnCl2═ZnCO3↓+2NaCl,因此若过滤后未洗涤沉淀,则沉淀表面附着杂质的主要成分是氯化钠;
【答案】(1)提高锌元素的利用率;
(2)复分解反应;
(3)氯化钠或NaCl。
16.孔雀石的主要成分是CuCO3•Cu(OH)2及少量不溶性杂质(杂质不与酸反应),某同学按下列实验步骤制取了少量氧化铜。
(1)白色沉淀的化学式为_________。
(2)写出步骤③中发生反应的化学方程式____________________________________;____________________________________。
(3)蓝色沉淀受热分解生成另一种氧化物的化学式是_________。
(4)若向溶液A中逐滴加入NaOH溶液,其过程中溶质种数会发生变化,最多时可达_________种。
【解析】孔雀石的主要成分CuCO3•Cu(OH)2和过量稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳
(1)反应②是气体二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙和水,则白色沉淀为碳酸钙,化学式为CaCO3;
(2)步骤③是硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,稀硫酸和氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水,反应的化学方程式分别为2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu(OH)2↓;H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O;
(3)蓝色沉淀为氢氧化铜,氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水,另一种氧化物的化学式为H2O;
(4)溶液A为硫酸铜和硫酸的混合溶液,硫酸铜溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶质可为硫酸钠,或硫酸钠和硫酸铜,或硫酸钠和氢氧化钠,或硫酸钠、硫酸铜和硫酸,溶质种数最多时可达3种;
【答案】CaCO3;2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu(OH)2↓;H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O;H2O;3
17.已知钠与水反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。质量均为mg的钠、镁、锌三种金属分别与25g质量分数为19.6%的稀硫酸反应。
(1)试确定,当产生的氢气的质量大小为Na>Mg=Zn时,m的取值范围_________;
(2)由于金属的量不确定,产生的氢气的质量大小有多种可能(不考虑镁与水的反应),如镁、锌产生氢气的质量相同且都小于钠产生的氢气质量的情况表示为Na>Mg=Zn。请按以上表示,写出所有可能情况______________________________________________________;
(3)m=4.6时,Zn与酸反应产生H2的质量与金属质量(m)的关系如图。请在图中再画出钠和镁二种金属分别与酸反应产生H2的质量与金属质量(m)的关系图线。(在图线上用元素符号注明)
【解析】(1)当产生的氢气的质量大小为Na>Mg=Zn时,钠、镁、锌均应过量(或锌恰好完全反应),因此m的大小只取决于锌的质量,25g质量分数为19.6%的稀硫酸中H2SO4的质量为25g×19.6%=4.9g;
设25g质量分数为19.6% 的稀硫酸与锌恰好完全反应消耗锌的质量为x,
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98
x 4.9g
x=3.25g
则当产生的氢气的质量大小为Na>Mg=Zn时,m的取值范围为m≥3.25;
(2)钠既可以与酸反应还可以与水反应,镁、锌只与酸反应而不与水反应。质量均为mg的钠、镁、锌三种金属与酸(过量)完全反应时产生氢气的质量分别为、、。由此可以看出,钠、镁、锌三种金属与等量酸恰好完全反应(或生成等质量的氢气)时,所消耗的金属质量关系为:m(Zn)>m(Na)>m(Mg),当酸过量(酸与镁恰好完全反应)时,产生的氢气质量的情况为Mg>Na>Zn,当钠、镁、锌均过量(或锌恰好完全反应)时,过量的钠可以水反应而产生的氢气质量最多,镁、锌产生的氢气质量因受酸的限制而相等,产生的氢气质量的情况为Na>Mg=Zn,当钠、镁均过量而锌不足时,产生的氢气质量的情况为Na>Mg>Zn,当镁过量、钠恰好与酸完全反应,而锌不足时,产生的氢气质量的情况为Na=Mg>Zn;
(3)m=4.6 时,m>3.25。因此钠、镁、锌均过量,钠在酸消耗完后还可以与水反应,产生氢气的量由钠决定,由方程式2Na+H2SO4=Na2SO4+H2↑、2Na+2H2O=2NaOH+H2↑可得关联式为2Na~H2,
设钠产生的氢气质量的y,
2Na~H2
46 2
4.6g y
y=0.2g
镁、锌产生的氢气质量因受酸的限制而相等,由上图可知,均为0.1g;
设25g质量分数为19.6% 的稀硫酸与镁恰好完全反应消耗镁的质量为z,
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24 98
z 4.9g
z=1.2g
由以上数据,可画出金属分别与酸反应产生H2的质量与金属质量(m)的关系图。
【答案】(1)m≥3.25;
(2)Mg>Na>Zn、Na>Mg=Zn、Na>Mg>Zn、Na=Mg>Zn;
(3)。
18.某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序,设计如图1所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过,其形状和大小相同,稀盐酸的浓度和用量也相同)。
(1)一段时间后,观察到试管B中的现象___________________________。
(2)乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序,因此在上述实验的基础上,补做了一个实验,装置如图2所示,且实现了探究目的。乙同学的实验中X和Y可选用的物质可以是_________。
A.Fe和CuSO4 B.Cu和HCl C.Zn和CuSO4 D.Zn和FeSO4
(3)将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中,然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。生成氢气的质量为多少克?
【解析】(1)铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银。一段时间后,观察到实验B中析出银白色固体,溶液由无色变蓝色。
(2)实验 A、C 能证明活动性:锌>铁>氢(锌与稀盐酸反应比铁剧烈),实验 B 能证明活动性:铜的>银。但缺少 Fe 与 Cu 的直接比较。补做实验需建立 Fe 与 Cu 的活动性关系:
A、Fe 和CuSO4反应,铁能置换出铜,可证明铁的活动性大于铜,这样就可以得出锌>铁>铜>银的活动性顺序,正确。
B、Cu 和 HCl 不反应,说明铜在氢后(H>Cu),结合 Zn>Fe>H,可得 Zn>Fe>H>Cu>Ag,这样就可以得出锌>铁>铜>银的活动性顺序,正确。
C、Zn 和CuSO4反应,能证明锌的活动性大于铜,但无法确定铁与铜之间的关系,错误。
选项 D:Zn 和FeSO4反应,能证明锌的活动性大于铁,但无法确定铜与铁之间的关系,错误。
故选 AB。
(3)铁和稀盐酸反应消耗稀盐酸质量是60g﹣10g=50g。
设生成氢气质量是x。
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
73 2
50g×14.6% x
x=0.2g
答:生成氢气质量是0.2g。
【答案】(1)铜片表面产生白色物质,溶液变为蓝色。(2)AB;(3)0.2g。
19.某化学兴趣小组的同学对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们称取了13.6g固体样品,用图1所示的装置继续实验,测定的部分数据如图2所示。
请计算:
(1)固体样品中氧化铁的质量是_________克。
(2)在上述反应后的固体中加入100g稀盐酸,恰好完全反应,求反应后所得溶液中溶质的质量分数。(结果精确到0.1%)
【解析】(1)设氧化铁的质量为x,则
3CO+Fe2O32Fe+3CO2 固体减重
160 112 160﹣112=48
x (13.6g﹣11.2 g)
解得x=8g
(2)设生成的FeCl2和H2质量分别为x、y,则
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
56 127 2
11.2g x y
解得x=25.4g;y=0.4g
100%=22.9%。
【答案】(1)8;(2)所得溶液中溶质的质量分数为22.9%。
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重难点15 金属活动顺序及其应用
中
目 录
命题趋势
重难诠释
一、金属的化学性质
二、金属活动性及应用
即时提升练
考点
三年考情分析
2026考向预测
1、金属活动性顺序表内容
2、金属活动性顺序的应用:判断金属与酸的反应;判断金属与盐溶液的反应;设计实验验证金属活动性顺序;判断反应后滤渣、滤液的成分;金属与酸反应的相关计算及图像分析
在近三年浙江中考科学试卷中,金属活动性顺序及其应用考查题型丰富多样 。选择题常考查金属活动性顺序的基本应用判断,如判断金属与酸、盐溶液能否发生反应,湿法炼铜(2025统考第14题),或根据给定的反应现象判断金属活动性顺序等(2023绍兴中考) 。填空题多涉及利用金属活动性顺序解释生活中的化学现象,书写金属与酸、盐溶液反应的化学方程式,以及根据反应情况推断金属活动性顺序 。实验探究题围绕设计实验验证金属活动性顺序、金属的冶炼展开,考查学生实验方案的设计、实验操作、现象观察与分析能力(2023湖州中考)。计算题则结合金属与酸、盐溶液反应,通过化学反应中的质量关系进行计算,如计算金属与酸反应生成氢气的质量,或根据金属与盐溶液反应后固体和溶液质量的变化,计算参与反应的金属质量或盐的质量分数等 。
预计2026年浙江中考科学仍会考查金属活动性顺序及其应用 。选择题可能会深化对金属活动性顺序在复杂体系中应用的考查,如分析多种金属与多种盐溶液混合反应时的先后顺序及反应结果判断。实验探究题可能会对实验进行拓展创新,如利用数字化传感器精确测量金属与酸反应过程中氢气产生的速率变化,或者设计实验探究影响金属与盐溶液反应速率的多种因素(除金属活动性外,还包括温度、溶液浓度、金属表面积等),考查学生的创新思维和实践能力 。计算题大概率会综合多个化学知识点,如将金属活动性顺序与化学方程式计算、质量守恒定律、溶液中溶质质量分数计算等相结合,考查学生的综合分析和计算能力 。
一、金属的化学性质
1. 金属与氧气的反应
金属+氧气→金属氧化物 (化合反应)
镁
铝
铁
铜
2Mg+O2 === 2MgO
4Al+3O2 === 2Al2O3
3Fe+2O2=== (点燃)Fe3O4
2Cu+O2=== (△)2CuO
常温下表面形成氧化膜
常温下表面形成氧化膜,可阻止铝进一步氧化。
铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
紫红色的铜丝加热后变黑
通过金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断金属的活动性:镁、铝>铁、铜>金。
2.金属与酸的反应
金属+酸→盐+H2↑(置换反应)
反应条件:金属活动性排在H前
注意:实验前用砂纸打磨金属,除去镁、铁等金属表面的氧化膜,便于金属与酸接触反应。
镁
锌
铁
现象
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,无色溶液变为浅绿色,产生少量气泡
化学方程式
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
通过金属与酸能否反应或与酸反应的剧烈程度判断金属的活动性:镁>锌>铁>铜(不反应)
铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁化合价为+2价。含有Fe2+的溶液为浅绿色
3.金属与金属化合物的反应
金属+盐→新盐+新金属 (置换反应)
反应条件:参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外),且盐必须可溶。
实验
铁钉+硫酸铜溶液
铝丝+硫酸铜溶液
铜丝+硝酸银溶液
现象
铁表面有红色固体产生,
溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
铝表面有红色固体产生,
溶液由蓝色逐渐变为无色
铜表面有银白色固体产生,
溶液由无色逐渐变为蓝色
化学方程式
Fe+CuSO4 ===Cu+FeSO4
2Al+3CuSO4 ===Al2(SO4)3 +3Cu
Cu+2AgNO3 ===2Ag+Cu(NO3)2
活动性比较
铁>铜
铝>铜
铜>银
现象的描述重点:金属表面生成固体的颜色,溶液颜色的变化。
总结:比较金属活动性的方法:
二、金属活动性及应用
1.常见金属在溶液中的活动性顺序:(巧记:捡个大美女;身体细纤轻;总共一百斤)
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
(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。
*金属化合物必须溶于水;AgCl不溶于水,不能用于和金属发生置换反应;
*K、Ca、Na太活泼,常温下和水反应,不能置换出金属化合物中的金属。
2.金属活动性顺序的应用
(1)金属活动性顺序的判断
分析:注意金属与酸反应时作对比实验要控制变量(如酸种类、浓度、体积;金属的形状、接触面积;温度等)
(2)金属活动性的判断实验设计
1)两种金属活动性判断
待比较
金属
Zn、Fe
Fe、Cu
Cu、Ag
活动性比较
Zn>Fe>H
Fe>H>Cu
H>Cu>Ag
金属+酸
将打磨过的铁和锌分别放
入等质量等浓度的同种酸
比较反应的剧烈程度
将打磨过的铁和铜分别放
入等质量等浓度的同种酸
比较能否反应
均不与酸反应,
不能证明
金属+化合物溶液
方案:前金属+后溶液,能置换
Zn+FeCl2=ZnCl2+Fe
操作:将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中,观察到有银白色金属析出
方案:前金属+后溶液,能置换
Fe+CuCl2=FeCl2+Cu
操作:将打磨过的铁丝放入氯化亚铜溶液中,观察到有紫红色金属析出
方案:前金属+后溶液,能置换
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
操作:将铜丝放入硝酸银溶液中,观察到有银白色金属析出
方案:后金属+前溶液,不置换
Fe+ZnSO4
操作:将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中,无明显现象
方案:后金属+前溶液,不置换
Cu+FeSO4
操作:将铜片放入硫酸亚铁溶液中,无明显现象
方案:后金属+前溶液,不置换
Ag+Cu(NO3)2
操作:将银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象
2)三种金属活动性判断
待比较金属
Fe、Cu、Ag
活动性:Fe>H>Cu>Ag
方案1:
前金属+后溶液
方案:①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换
药品:打磨过的铁丝、铜丝,硝酸铜溶液、硝酸银溶液(4种)
操作:将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中,铁丝上有红色固体析出;将铜丝放入硝酸银溶液中,铜丝表面出现银白色固体。
方案2:
后金属+前溶液
方案:①证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2 不置换 ②证明Cu<Fe: Cu+Fe(NO3)2 不置换
药品:打磨过的银丝、铜丝,硝酸铜溶液、硝酸亚铁溶液(4种)
操作:将打磨过的银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象;将铜丝放入硝酸亚铁溶液中,无明显现象。
方案3:
两边金属+中间溶液
方案:①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2不置换
药品:打磨过的铁丝、银丝,硝酸铜溶液(3种)
操作:将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中,铁丝上有红色固体析出;将银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象。
方案4:
中间金属+两边溶液
方案:①证明Cu<Fe: Cu+Fe(NO3)2不置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换
药品:打磨过的铜丝,硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液(3种)
操作:将打磨过的铜丝放入硝酸亚铁溶液中,无明显现象;将铜丝放入硝酸银溶液中,铜丝表面出现银白色固体。
(3)鉴别和除杂
除去金属中杂质金属或金属化合物溶液中的金属化合物
(除杂的要求:不增,不减,易分离,易恢复原状)
混合物
方法
有关化学方程式
Cu(Zn)
①加入足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
②加入足量硫酸铜溶液,过滤、洗涤、干燥
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
FeSO4(CuSO4)
加入足量铁粉,过滤
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
(4)滤渣、滤液成分的判断
1)一种金属和一种盐溶液反应后滤渣、滤液成分的判断
如金属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:
A不足
A恰好反应
A过量
滤渣
B
B
B、A
滤液
A盐、B盐
A盐
A盐
2)多种金属与一种金属的盐溶液反应
两种金属(活动性强于金属化合物中金属)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
如Zn和Fe同时放入CuSO4溶液中,活泼性:Zn>Fe>Cu
①Zn和CuSO4先反应:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu ②Fe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
3)一种金属和多种金属的盐溶液反应
一种金属(活动性强于金属化合物中金属)放入两种金属化合物混合溶液中,活动性弱的金属化合物先反应
如一定量的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
(5)金属反应后溶液质量的变化
金属+酸
金属+金属化合物溶液
金属置换出酸中的氢元素生成氢气,
溶液的溶质由酸变为金属化合物,溶液质量一定增加
金属与化合物溶液反应后溶液溶质质量的增减
根据方程式计算
(6)金属与酸反应数据和图像分析
1)等质量的金属Mg、Zn、Fe、Al分别与足量的同种酸反应。(Mg-24 Zn-65 Fe-56 Al-27)
解:设等质量的金属质量为m,则生成的氢气质量x,通过方程式可求得:
生成H2的速率:Mg > Al > Zn > Fe(由金属活动性决定,越活泼,产生氢气的速率越快)
生成H2的质量:Al > Mg > Fe > Zn(酸过量,按金属质量计算)
总结:①等质量金属与足量酸反应,同为+2价金属,相对原子质量越小,生成的H2质量越大。
②任意化合价的金属与足量酸反应产生氢气的质量计算公式:
【金属相对原子质量/金属化合价】值越小,产生的H2质量越多
2)等质量等质量分数的同种酸分别与足量的金属Mg、Zn、Fe、Al反应
解:设等质量的同种酸质量为m,则生成的氢气质量x通过方程式可求得:
生成H2的速率:Mg>Al>Zn>Fe(由金属活动性决定,越活泼,产生氢气的速率越快)
生成H2的质量:相等(金属过量,按酸质量计算,酸是等量的,全部反应完,产生的氢气质量相等)
3)图像分析
等质量的金属与足量酸反应
等质量、等质量分数的酸和足量金属反应
向等质量、等质量分数的稀酸中加入金属至过量
向等质量的金属中滴加等质量分数的稀酸至过量
①开始时,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
【逆向思维】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
②最终生成氢气的质量由酸决定,酸的质量相等,则最终产生氢气的质量相等
①a点前,酸不足,产生氢气的质量由酸的质量决定,产生氢气的质量为Al=Mg=Fe=Zn
②b点后,酸足量,产生氢气的质量由金属决定,最终产生氢气的质量为Al>Mg>Fe>Zn
③该曲线无法表示反应速率,因此无法判断金属的活动性强弱
(建议用时:60分钟)
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.人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
3.小颖同学为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序进行了如图甲所示的实验,实验后把两试管中的物 质倒入烧杯中(如图乙),发现烧杯内的红色固体明显增多,充分反应后过滤,再向滤渣中加入适量稀盐酸,产生无色气泡。根据上述信息,判断下列说法正确的是( )
A.原a、b试管中溶液都一定呈浅绿色
B.滤液中一定含有Mg2+、Fe2+,可能含有Cu2+
C.滤渣质量一定大于所加铁粉的总质量
D.滤渣含有三种固体物质
4.化学兴趣小组同学在探究金属与酸的反应时,分别将形状、质量相同的和放入同等大小的烧瓶中,再注入足量体积和浓度均相同的稀硫酸,利用压强传感器采集数据,得到如图所示的气压变化曲线。下列有关说法错误的是( )
A.五种金属中与酸的反应最剧烈
B.充分反应后与稀硫酸反应产生的质量比少
C.反应结束后消耗稀硫酸最少的金属是
D.由图可知金属不能与稀硫酸反应
5.现有等质量的铁和锌两种金属,分别与等质量等浓度的稀盐酸充分反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示。根据图中所提供的信息,得出的结论不正确的是( )
A.充分反应后消耗的稀盐酸一样多
B.图线A表示锌的反应情况
C.反应结束后至少有一种金属剩余,则剩余金属一定为锌
D.反应结束后,所得溶液的质量均增大
6.为了防止环境污染,工业废液需要经过处理达标后才能排放,某电镀厂为了减少对水的污染并节约成本,从排放的废液(只含有、和)中回收金属铜,铁以及工业原料硫酸锌,设计了如图所示的工艺流程,下列说法错误的是
A.步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是过滤
B.步骤Ⅳ中得到的硫酸锌晶体大于废液中硫酸锌的质量
C.步骤Ⅱ中的Y溶液不可能是稀盐酸
D.步骤Ⅲ中发生的化学反应方程式为
7.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
8.将一定质量的金属镁放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,下列说法正确的是( )
A. 若滤液为无色溶液,则滤渣中一定含有镁
B. 若向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生,则滤渣中一定含有银和铜
C. 若滤液为蓝色溶液,则滤液中至少含有三种金属离子
D. 若加入镁的质量为2.4g,则滤渣的质量一定大于2.4g
9.向和的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是( )
A. 若滤液为蓝色,则滤渣中一定含有Cu和Zn
B. 若滤液不为蓝色,则滤液中可能不含
C. 若往滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有Mg
D. 所得滤液的质量一定比原溶液的质量大
10.钴(Co)的金属活动性与铁相似,钴的化合物相关性质如下、下列预测合理的是( )
物质
CoO
Co(OH)2
CoCl2
CoCO3
在水中的溶解性
难溶,灰绿色固体
难溶,粉红色固体
易溶,溶液呈粉红色
难溶,粉红色固体
A. Co能从MgCl2溶液中置换出Mg
B. CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C. CoCO3能与盐酸反应生成H2
D. Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得
11.现有质量相等的X、Y、Z三种金属,分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,Y、Z在生成物中均显+2价,Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z的金属活动性顺序为:Y>Z>X
B.相对原子质量:Y>Z
C.完全反应生成氢气的质量:Y<Z
D.Y与H2SO4反应的化学方程式为:Y+H2SO4═YSO4+H2↑
12.将足量X、Y、Z、M四种金属分别投入等质量、等质量分数的稀盐酸中(反应关系如图甲),把金属Y、Z分别投入硝酸银溶液中(反应关系如图乙),据此判断X、Y、Z、M的金属活动性顺序是( )
A. M>X>Y>Z B. M>X>Z>Y C. X>M>Z>Y D. X>M>Y>Z
13.金属回收再利用是保护金属资源的重要途径。某工厂利用废镍材料回收镍(Ni),该废镍材料中含有Ni及少量Fe、Cu,流程如图所示(部分产物略去)。
(1)过滤时,玻璃棒的作用是_________。
开始沉底时的pH
完全沉淀时的pH
Fe3+
2.7
3.2
Ni2+
7.2
8.7
(2)过氧化氢具有氧化性,“氧化”时发生反应的化学方程式为2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2(SO4)3+2X,则X的化学式是_________。
(3)已知Fe3+和Ni2+开始沉淀和完全沉淀时的pH如表。“除铁”过程中加入NaOH溶液的目的是通过调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀,则pH的范围是_________。
A.2.7≤pH<3.2
B.3.2≤pH<7.2
C.7.2≤pH<8.7
14.化学蚀刻是金属雕琢的常用方法之一,其原理是利用溶液与金属发生反应,形成凹凸结构。某车间用盐酸作蚀刻液生产金属雕花外墙装饰板,工艺流程如图所示。
(1)钢制板材是含碳的铁合金,属于_________(填“金属”“有机合成”或“复合”)材料。
(2)蚀刻时,将蚀刻液倒入凹槽后会有气体生成,该气体为_________(填化学式)。
(3)喷漆可以防止工艺品锈蚀,其原理是____________________________________。
15.随着新能源汽车的使用,废旧电池的回收利用正逐渐受到重视。从电池负极片(主要成分为ZnO、Zn、铜网等)中回收ZnO的一种流程如图所示。请回答:
(1)将“酸洗”和“酸溶”后的溶液混合的目的是___________________________。
(2)“沉锌”时主要发生反应的化学方程式是Na2CO3+ZnCl2═ZnCO3↓+2NaCl,该反应属于__________________(填基本反应类型)。
(3)若过滤后未洗涤沉淀,则沉淀表面会附着杂质,杂质的主要成分是__________________。
16.孔雀石的主要成分是CuCO3•Cu(OH)2及少量不溶性杂质(杂质不与酸反应),某同学按下列实验步骤制取了少量氧化铜。
(1)白色沉淀的化学式为_________。
(2)写出步骤③中发生反应的化学方程式____________________________________;____________________________________。
(3)蓝色沉淀受热分解生成另一种氧化物的化学式是_________。
(4)若向溶液A中逐滴加入NaOH溶液,其过程中溶质种数会发生变化,最多时可达_________种。
17.已知钠与水反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。质量均为mg的钠、镁、锌三种金属分别与25g质量分数为19.6%的稀硫酸反应。
(1)试确定,当产生的氢气的质量大小为Na>Mg=Zn时,m的取值范围_________;
(2)由于金属的量不确定,产生的氢气的质量大小有多种可能(不考虑镁与水的反应),如镁、锌产生氢气的质量相同且都小于钠产生的氢气质量的情况表示为Na>Mg=Zn。请按以上表示,写出所有可能情况______________________________________________________;
(3)m=4.6时,Zn与酸反应产生H2的质量与金属质量(m)的关系如图。请在图中再画出钠和镁二种金属分别与酸反应产生H2的质量与金属质量(m)的关系图线。(在图线上用元素符号注明)
18.某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序,设计如图1所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过,其形状和大小相同,稀盐酸的浓度和用量也相同)。
(1)一段时间后,观察到试管B中的现象___________________________。
(2)乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序,因此在上述实验的基础上,补做了一个实验,装置如图2所示,且实现了探究目的。乙同学的实验中X和Y可选用的物质可以是_________。
A.Fe和CuSO4 B.Cu和HCl C.Zn和CuSO4 D.Zn和FeSO4
(3)将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中,然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。生成氢气的质量为多少克?
19.某化学兴趣小组的同学对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们称取了13.6g固体样品,用图1所示的装置继续实验,测定的部分数据如图2所示。
请计算:
(1)固体样品中氧化铁的质量是_________克。
(2)在上述反应后的固体中加入100g稀盐酸,恰好完全反应,求反应后所得溶液中溶质的质量分数。(结果精确到0.1%)
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