資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
1. 金屬與酸的反應規律：
（1）金屬活動性順序
（2）金屬與酸的反應規律
反應通式 金屬+酸→鹽+氫氣
反應類型 置換反應
反應條件 金屬的活動性位于氫之前
劇烈程度 其它條件相同時，金屬越活潑，反應越劇烈
反應舉例 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
2.常見金屬與酸反應的質量關系
金屬種類 化學方程式 金屬與氫氣的質量比
鎂 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 12:1
鋁 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 9:1
鋅 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 32.5:1
鐵 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 28:1
解決金屬與酸的反應問題，需要熟練掌握以下解題方法：
（1）利用質價比快速解題：質價比=，數值上等于生成1g氫氣消耗金屬質量；質價比越小，產氫力越強。
（2）如何判定生成氫氣質量多少
若為等質量的活潑金屬與足量相同酸反應，則比較金屬的質價比，質價比越小，生成氫氣越多；若為等質量等濃度的相同酸與足量的活潑金屬反應，則生成氫氣質量相同。
（3）如何判定金屬組成
根據題目數據推出混合物/樣品的質價比，則組成它的金屬必有大于此數值的和小于此數值的，再分析給出的可能金屬即可。
某學習小組用如圖所示裝置測定鋅銅合金中鋅、銅的質量分數。
（1）實驗前，先將鋅銅合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_________________________；
（2）實驗操作步驟有：檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，再進行的操作還有：①將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，稱重；②待B中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄C的液面位置；③由A向B滴加足量試劑。上述再進行的操作的順序是___________（填序號）；記錄C的液面位置時，除視線平視外，還應_______
________________；
（3）B中發生反應的化學方程式為_______________________；
（4）若實驗用鋅銅合金的質量為ag，與酸充分反應后，測得氫氣體積為VL，為求出合金中鋅、銅的質量分數，還缺少的一個數據是_________；
A．反應前加入稀酸的體積 B．反應前加入稀酸的質量分數
C．實驗前反應裝置中空氣的體積 D．實驗條件下氫氣的密度
（5）若實驗用鋅銅合金的質量為ag，與酸充分反應后，B中剩余固體的質量為bg，則鋅的質量分數為____________________；
（6）實驗過程中，若未洗滌過濾所得的不溶物，則測得鋅的質量分數將___________（填“偏大”、“偏小”或“不受影響”）。
【答案】（1）除去表面的氧化物；（2）③②①，使左右兩液面相平；（3）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；（4）D；（5）×100%；（6）偏小。
【解析】（1）實驗前，先將鋅銅合金在稀酸中浸泡片刻，除去合金表面的氧化膜；
（2）實驗操作步驟應為：檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，由A向B滴加足量試劑，待B中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄C的液面位置，然后將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，稱重，所以上述再進行的操作的順序是③②①；記錄C的液面位置時，除視線平視外，還應使左右兩液面相平，這樣才能準確測出產生氫氣的體積；
（3）依據鋅能與酸反應生成氫氣而銅不可以來進行，鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，所以方程式為：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；
（4）為求出合金中鋅、銅的質量分數，應求出鋅、銅各自的質量，實驗中通過測量氫氣來達成，所以除了知道氫氣的體積，還需要知道氫氣的密度，所以本題答案為：D；
（5）若實驗用鋅銅合金的質量為a g，與酸充分反應后，B中剩余固體為銅，質量為bg，則鋅的質量為(a b)g，故鋅的質量分數為×100%；
（6）未洗滌過濾所得的不溶物，會導致測得的銅的質量偏大，從而鋅的質量偏小，得到鋅的質量分數將偏小。
1. 金屬與酸反應的圖象分析
（1）金屬與酸反應的圖象類型：表中所說的酸指相同質量分數的同種酸。
物質的質量情況 反應圖象 圖象解讀
等質量酸中加 入足量的金屬 反應速率：MgAlZnFe 氫氣質量：Al=Mg=Fe=Zn
金屬消耗：ZnFeMgAl 氫氣質量：Al=Mg=Fe=Zn
等質量金屬中 加入足量的酸 反應速率：MgAlZnFe 氫氣質量：AlMgFeZn
酸的消耗：AlMgFeZn 氫氣質量：AlMgFeZn
金屬與酸反應的圖象問題的關鍵在于橫縱坐標、圖象斜率、最終平臺：
（1）若橫坐標為反應時間，縱坐標為產生氫氣的質量，則圖象斜率表示產生氫氣的速率，再根據題目中若為等濃度的同種酸，則斜率就與金屬活動性相對應，金屬越活潑，斜率越大。
（2）圖象最終平臺對應產生氫氣的質量：等質量等濃度同種酸+足量活潑金屬，最終產生氫氣質量相等；等質量金屬+足量等濃度同種酸，最終產生氫氣質量由質價比推算，質價比越小，最終產生氫氣越多。
“鐵、鋅、銅、鎂、鋁”是生活中常見的金屬，請根據所學知識回答下列問題：
（1）鋁塊能制成鋁箔是利用了鋁的_____________。
（2）黃銅是銅鋅合金，其硬度比純銅________（填“大”或“小”）。
（3）將一定質量的鋅粒投入含有Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中，充分反應后過濾，若濾液中只含一種溶質，則濾渣中一定含有______。
（4）將等質量的鎂、鐵、鋅三種金屬分別放入三份溶質質量分數相等的稀鹽酸中，生成H2的質量與反應時間的關系如圖所示。反應后一定有剩余的金屬是________（填化學式）。
【答案】（1）延展；（2）大；（3）Cu、Fe；（4）Mg。
【解析】（1）鋁塊能制成鋁箔是利用了鋁的延展性；
（2）黃銅是銅鋅合金，其硬度比純銅大；
（3）由于金屬的活動性強弱是：鋅＞鐵＞銅，將一定質量的鋅粒投入含有Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中，鋅會先與硝酸銅反應生成硝酸鋅和銅，反應過程中溶液內有Cu(NO3)2、Fe(NO3)2、Zn(NO3)2三種溶質；當硝酸銅完全反應時，溶液內有Fe(NO3)2、Zn(NO3)2兩種溶質；接下來鋅與硝酸亞鐵反應生成硝酸鋅和鐵，反應過程中溶液內有Fe(NO3)2、Zn(NO3)2兩種溶質；當硝酸亞鐵完全反應時，溶液內只有Zn(NO3)2這一種溶質。故若濾液中只含一種溶質，溶質就是硝酸鋅，說明了鐵、銅完全置換出來，則濾渣中一定含有Cu、Fe，可能有Zn。
（4）橫坐標為反應時間，縱坐標為生成氫氣的質量，所以斜率對應金屬活動性，由于金屬的活動性強弱是：鎂＞鋅＞鐵，故結合圖象可知，金屬x是Mg，y是Zn，z是Fe；24份質量的鎂會生成2份質量的氫氣，56份質量的鐵會生成2份質量的氫氣，65份質量的鋅會生成2份質量的氫氣，反應后可能已經反應完的金屬是Zn、Fe,一定有剩余的金屬是Mg。
1. 濾液與濾渣的成分分析
（1）1種金屬+1種鹽：以鐵粉投入硫酸銅溶液中（Fe+CuSO4=Cu+FeSO4）為例。
鐵粉的量 濾液的溶質組成 濾渣的成分
不足 CuSO4、FeSO4 Cu
恰好反應完 FeSO4 Cu
過量 FeSO4 Fe、Cu
（2）1種金屬+2種鹽：以鋅粉投入硝酸銅和硝酸銀的混合溶液中為例。
第1步：Zn+2AgNO3=2Ag+Zn(NO3)2；第2步：Zn+Cu(NO3)2= Cu+Zn(NO3)2
鋅粉的量 濾液溶質組成 濾渣成分
只能與部分AgNO3反應 AgNO3、Cu(NO3)2、Zn (NO3)2 Ag
恰與AgNO3完全反應 Cu(NO3)2、Zn (NO3)2 Ag
與部分Cu(NO3)2反應 Cu(NO3)2、Zn (NO3)2 Ag、Cu
恰與Cu(NO3)2完全反應 Zn (NO3)2 Ag、Cu
過量 Zn (NO3)2 Ag、Cu、Zn
（3）2種金屬+1種鹽：以鋅、鐵混合物投入硫酸銅溶液中為例。
第1步：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4；第2步：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
CuSO4的量 濾液溶質組成 濾渣成分
只能與部分Zn反應 ZnSO4 Zn、Fe、Cu
恰與Zn完全反應 ZnSO4 Fe、Cu
與部分Fe反應 ZnSO4、FeSO4 Fe、Cu
恰與Fe完全反應 ZnSO4、FeSO4 Cu
過量 CuSO4、ZnSO4、FeSO4 Cu
解決濾液濾渣問題的思路：
（1）根據金屬的活動性順序，分析溶液中可能發生的化學反應，寫出涉及到的化學方程式；
（2）如果涉及到有先后順序的，直接按照“先遠后近”原則進行逐步分析，第一步，第二步，第三步，反應必須是逐步反應，然后在逐步反應過程中，設想反應物的量的問題，再進行分析各種可能出現的情況；
（3）實驗過程中的現象：
a. 溶液中的顏色：①藍色Cu2+、②淺綠色Fe2+、③黃色Fe3+；
b. 對濾渣：加酸有氣泡產生則有活潑金屬；
c. 對濾液：加稀鹽酸有沉淀產生則有Ag+。
金屬材料在生產、生活中有著廣泛的應用，人類的生產和生活都離不開金屬。
（1）新型材料納米級鐵粉具有廣泛的用途，它比普通鐵粉更易與氧氣反應，其制備的主要流程如圖所示。
高溫反應器中反應的化學方程式為______________________________。
（2）金屬活動性順序有重要的應用。銅、鋁、鐵為日常生活中常見的金屬，某化學興趣小組的同學在探究鋁、銅、鐵三種金屬的有關性質時，進行了如圖的實驗：將A實驗結束后①、②試管內的物質倒入燒杯中，發現燒杯中的紅色固體物質明顯增多，其原因是_________________
_________________，一段時間后過濾，濾液中的溶質一定有_______________________（填化學式）。
（3）某同學在一定質量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應后，他對反應過程進行了分析，得到了以下幾個圖象（橫坐標表示加入鐵的質量），其中錯誤的是__________。
A. B.
C. D.
【答案】（1）FeCl2+H2Fe+2HCl；（2）未反應的鐵繼續與硫酸銅反應；FeSO4、Al2(SO4)3；（3）D。
【解析】（1）氯化亞鐵和氫氣在高溫的條件下生成鐵和氯化氫，化學方程式為：FeCl2+H2Fe+2HCl；
（2）鐵不會與硫酸鋁反應，會與硫酸銅反應置換出銅，所以將A實驗結束后①、②試管內的物質倒入燒杯中，發現燒杯中的紅色固體物質明顯增多，其原因是：未反應的鐵繼續與硫酸銅反應，一段時間后過濾，濾液中的溶質一定有FeSO4、Al2(SO4)3；
（3）在一定質量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入鐵粉，鐵會先與硝酸銀反應，硝酸銀反應結束，再與硝酸銅反應，所以
A、鐵先于硝酸銀反應，所以銅質量不會增加，然后在與硝酸銅反應時，銅的質量逐漸增多，然后不變，故A正確；
B、根據鐵與硝酸銀反應的化學方程式，鐵置換硝酸銀的過程中溶液質量逐漸減小，而溶液中硝酸銅的質量不變，因此該階段硝酸銅的質量分數逐漸增大；等鐵粉開始與硝酸銅反應時，硝酸銅不斷減小至完全反應，溶液硝酸銅的質量分數開始逐漸減小直至為0，故B正確；
C、鐵與硝酸銀、硝酸銅的反應過程中，溶液的質量都不斷減小，由于銀的相對原子質量比銅大，所以與硝酸銀反應階段溶液質量減小的速度比與硝酸銅反應時要更大些；兩種物質完全反應后所得到的硝酸亞鐵溶液質量不再改變；故C正確
D、在未加入鐵粉時，混合溶液中只含有硝酸銀和硝酸銅兩種溶質，而不是三種溶質，故D錯誤。
1. 氫氣還原氧化銅
（1）實驗原理：H2+CuOCu+H2O（置換反應）
（2）實驗操作
步驟 目的
驗 檢驗氫氣的純度 防止爆炸
通 通H2 排盡試管內空氣，防止爆炸
點 點燃酒精燈 /
熄 反應結束后，先熄滅酒精燈 防止生成的Cu在溫度較高時再次被O2氧化成CuO
停 等試管冷卻后停止通入H2
（3）實驗現象：黑色固體逐漸變為紅色，同時試管口出現小水珠。
2. 一氧化碳還原氧化鐵
（1）實驗原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2
（2）實驗操作
步驟 目的
查 檢查裝置氣密性 /
裝 裝入藥品并固定 /
點 點燃酒精燈 燃燒掉尾氣中的CO，防止污染空氣
通 向玻璃管中通入CO 排盡試管內空氣，防止發生爆炸
點 點燃酒精噴燈 /
熄 反應完后，先熄滅酒精噴燈 一是防止鐵粉在高溫下被氧化；二是防止試管內液體倒吸，使試管炸裂
停 等試管冷卻后停止通入CO
熄 熄滅酒精燈 /
（3）實驗現象：紅色粉末逐漸變為黑色，澄清石灰水變渾濁。
金屬冶煉部分基本兩個方向，一考查實驗細節的掌握，需要記憶相關操作、順序及每步的意義；二考查金屬氧化物樣品純度測定實驗類問題（舉例如圖），會涉及到誤差分析：
此類問題原理分為以下兩種：①通過測定 E 中反應前后質量，即測定出金屬氧化物與氫氣反應生成的水的質量，利用化學方程式就可求出樣品中金屬氧化物的質量。此原理誤差來源較多，應注意裝置B與C不能顛倒，且E后面最好有一干燥裝置；
②通過測定 D中金屬氧化物樣品反應前后的質量，其差值即為金屬氧化物失去的氧元素的質量，利用化學方程式就可計算出金屬氧化物的質量。（該方法測定出的結果不受B與C的順序和E后是否有一干燥裝置的影響）
金屬冶煉就是要把金屬從化合態變成游離態，使金屬氧化物還原成金屬單質，如圖為有關實驗室用一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置，裝置乙中的溶液為澄清石灰水，請回答與該實驗有關的問題：
（1）實驗時，從甲裝置的玻璃管中觀察到的現象　 　；
（2）裝置乙中發生反應的化學方程式是　 　；
（3）現有含雜質的氧化銅樣品（假設雜質不參加反應），為測定該樣品中氧化銅的質量分數，某同學用如圖所示的裝置進行實驗，得到下列兩組數據：
反應前10g 氧化銅完全反應后
Ⅰ組 洗氣瓶和石灰水的質量為185g 洗氣瓶和瓶內物質的總質量為187g
Ⅱ組 玻璃管和氧化銅樣品的質量為57.9g 玻璃管和玻璃管內物質的質量為56.1g
關于這兩組數據，下列說法不正確的是　 　（選填相關的字母）
A．玻璃管中固體減少的質量即為氧化銅中氧元素的質量
B．利用這兩個數據都可以計算出樣品中氧化銅的質量分數
C．裝置乙中石灰水增重的質量與反應產生二氧化碳的質量不相等
D．如果實驗稱量很準確，則玻璃管中固體減少的質量應等于裝置乙中石灰水增重的質量
【答案】（1）黑色固體變成紅色；（2）CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O；（3）BD。
【解析】（1）一氧化碳還原氧化銅，把黑色氧化銅還原成紅色的銅，實驗時，從甲裝置的玻璃管中觀察到的現象是黑色固體變成紅色；
（2）裝置乙中發生反應是二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀；化學方程式是：CO2+ Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O；
（3）A、玻璃管中氧化銅還原成銅，固體減少的質量是氧元素的質量，故A正確；
B、第一組數據裝置乙中石灰水增重的質量和反應產生二氧化碳的質量不相等，且裝置中本身含有二氧化碳，因此不能計算氧化銅的質量分數，但第二組數據可以通過氧元素的質量計算出氧化銅的質量，進而計算氧化銅的質量分數，故B錯誤；
C、澄清石灰水一般用于檢驗二氧化碳，但不能保證將二氧化碳完全吸收，故C正確；
D、玻璃管中固體減少的質量是氧元素的質量（也就是二氧化碳和一氧化碳的質量差），如果實驗稱量很準確裝置乙中石灰水增重的質量是反應生成的二氧化碳的質量，故D錯誤。
1. 常見氣體的檢驗方法
氣體 檢驗方法 現象
水蒸氣 通過白色的無水硫酸銅粉末 白色粉末變藍
O2 帶火星的木條 木條復燃
CO2 通入澄清石灰水 澄清石灰水變渾濁
NH3 濕潤的紅色石蕊試紙 紅色石蕊試紙變藍
HCl 通入稀硝酸酸化的硝酸銀溶液中 有白色沉淀生成
H2 先通過灼熱的氧化銅，再通過無水硫酸銅 黑色固體逐漸變紅，白色粉末變藍
點燃，在火焰上罩一只干而冷的燒杯 產生淡藍色火焰，燒杯內壁有水珠出現
CO 先通過灼熱的氧化銅，再通入澄清石灰水 黑色固體逐漸變紅，澄清石灰水變渾濁
點燃，在火焰上罩一只內壁涂有澄清石灰水的燒杯 產生藍色火焰，燒杯內壁石灰水變渾濁
2. 氣體檢驗的順序：以N2、CO、CO2、H2、水蒸氣的混合氣體為例。
操作順序：無水硫酸銅粉末檢驗H2O→澄清石灰水檢驗CO2→NaOH溶液除去CO2→濃硫酸除去H2O→灼熱CuO轉化H2、CO→無水硫酸銅檢驗H2→澄清石灰水檢驗CO→NaOH溶液除去CO2→濃硫酸除去H2O→殘余氣體為N2
混合氣體成分探究問題：
①有水先驗水，其他氣體檢驗往往通過溶液，會影響對混合氣體中水的檢驗；
②有水后除水，其他氣體檢驗、吸收往往通過溶液，所以一般最后一個除水；
③CO2的存在會對CO的檢驗造成干擾，因此在通入氧化銅前應先通入氫氧化鈉溶液除去氣體中的CO2；H2O的存在會對H2的檢驗造成干擾，因此在通入氧化銅前應先通入氫氧化鈉溶液除去氣體中的H2O。
（2022 杭州模擬）某混合氣體可能有CO2、CO、H2中的一種或幾種，某學習小組的同學為了探究氣體的組成，設計了如下裝置進行實驗（夾持裝置已省略）。實驗中出現的現象及在反應前后測量C、D裝置的質量（各步反應均完全）記錄如表：
裝置 現象 反應前總質量/g 反應后總質量/g
A 溶液變渾濁 ╲ ╲
C 黑色變紅色 a c
D 白色變藍色 b d
F 有水滴入 ╲ ╲
試分析回答下列問題：
（1）請寫出A裝置中反應的化學方程式______________________________。
（2）能證明原混合氣體中有氫氣存在的實驗現象應該是____________________________
______________________。
（3）若混合氣體中含有CO，則a、b、c、d之間滿足的關系式為_____________________。
【答案】（1）CO2+Ba(OH)2＝BaCO3↓+H2O；（2）C中黑色固體變紅色，D中白色固體變藍色；（3）（a﹣c）（d﹣b）。
【解析】（1）A裝置中二氧化碳和氫氧化鋇反應生成碳酸鋇沉淀和水，反應的化學方程式是CO2+Ba(OH)2＝BaCO3↓+H2O。
（2）加熱時氧化銅和氫氣反應生成銅和水，水和硫酸銅反應生成藍色固體五水硫酸銅，能證明原混合氣體中有氫氣存在的實驗現象應該是C中黑色固體變紅色，D中白色固體變藍色。
（3）C反應前后的質量差是反應的氧化銅中的氧元素質量，即反應的氧化銅中的氧元素質量是（a﹣c）g，D反應前后的質量差是反應生成的水的質量，即反應生成水的質量是（d﹣b）g，若混合氣體中含有CO，則部分氧化銅和一氧化碳反應，因此水中的氧元素質量和反應生成的二氧化碳中的氧元素質量和等于反應的氧化銅中的氧元素質量，反應生成的水中氧元素質量是（d﹣b）g（d﹣b）g，根據題意有（a﹣c）g（d﹣b）g，即（a﹣c）（d﹣b）。
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1. 金屬與酸的反應規律：
（1）金屬活動性順序
（2）金屬與酸的反應規律
反應通式 金屬+酸→鹽+氫氣
反應類型 置換反應
反應條件 金屬的活動性位于氫之前
劇烈程度 其它條件相同時，金屬越活潑，反應越劇烈
反應舉例 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
2.常見金屬與酸反應的質量關系
金屬種類 化學方程式 金屬與氫氣的質量比
鎂 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 12:1
鋁 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 9:1
鋅 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 32.5:1
鐵 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 28:1
解決金屬與酸的反應問題，需要熟練掌握以下解題方法：
（1）利用質價比快速解題：質價比=，數值上等于生成1g氫氣消耗金屬質量；質價比越小，產氫力越強。
（2）如何判定生成氫氣質量多少
若為等質量的活潑金屬與足量相同酸反應，則比較金屬的質價比，質價比越小，生成氫氣越多；若為等質量等濃度的相同酸與足量的活潑金屬反應，則生成氫氣質量相同。
（3）如何判定金屬組成
根據題目數據推出混合物/樣品的質價比，則組成它的金屬必有大于此數值的和小于此數值的，再分析給出的可能金屬即可。
某學習小組用如圖所示裝置測定鋅銅合金中鋅、銅的質量分數。
（1）實驗前，先將鋅銅合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_________________________；
（2）實驗操作步驟有：檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，再進行的操作還有：①將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，稱重；②待B中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄C的液面位置；③由A向B滴加足量試劑。上述再進行的操作的順序是___________（填序號）；記錄C的液面位置時，除視線平視外，還應_______
________________；
（3）B中發生反應的化學方程式為_______________________；
（4）若實驗用鋅銅合金的質量為ag，與酸充分反應后，測得氫氣體積為VL，為求出合金中鋅、銅的質量分數，還缺少的一個數據是_________；
A．反應前加入稀酸的體積 B．反應前加入稀酸的質量分數
C．實驗前反應裝置中空氣的體積 D．實驗條件下氫氣的密度
（5）若實驗用鋅銅合金的質量為ag，與酸充分反應后，B中剩余固體的質量為bg，則鋅的質量分數為____________________；
（6）實驗過程中，若未洗滌過濾所得的不溶物，則測得鋅的質量分數將___________（填“偏大”、“偏小”或“不受影響”）。
1. 金屬與酸反應的圖象分析
（1）金屬與酸反應的圖象類型：表中所說的酸指相同質量分數的同種酸。
物質的質量情況 反應圖象 圖象解讀
等質量酸中加 入足量的金屬 反應速率：MgAlZnFe 氫氣質量：Al=Mg=Fe=Zn
金屬消耗：ZnFeMgAl 氫氣質量：Al=Mg=Fe=Zn
等質量金屬中 加入足量的酸 反應速率：MgAlZnFe 氫氣質量：AlMgFeZn
酸的消耗：AlMgFeZn 氫氣質量：AlMgFeZn
金屬與酸反應的圖象問題的關鍵在于橫縱坐標、圖象斜率、最終平臺：
（1）若橫坐標為反應時間，縱坐標為產生氫氣的質量，則圖象斜率表示產生氫氣的速率，再根據題目中若為等濃度的同種酸，則斜率就與金屬活動性相對應，金屬越活潑，斜率越大。
（2）圖象最終平臺對應產生氫氣的質量：等質量等濃度同種酸+足量活潑金屬，最終產生氫氣質量相等；等質量金屬+足量等濃度同種酸，最終產生氫氣質量由質價比推算，質價比越小，最終產生氫氣越多。
“鐵、鋅、銅、鎂、鋁”是生活中常見的金屬，請根據所學知識回答下列問題：
（1）鋁塊能制成鋁箔是利用了鋁的_____________。
（2）黃銅是銅鋅合金，其硬度比純銅________（填“大”或“小”）。
（3）將一定質量的鋅粒投入含有Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中，充分反應后過濾，若濾液中只含一種溶質，則濾渣中一定含有______。
（4）將等質量的鎂、鐵、鋅三種金屬分別放入三份溶質質量分數相等的稀鹽酸中，生成H2的質量與反應時間的關系如圖所示。反應后一定有剩余的金屬是________（填化學式）。
1. 濾液與濾渣的成分分析
（1）1種金屬+1種鹽：以鐵粉投入硫酸銅溶液中（Fe+CuSO4=Cu+FeSO4）為例。
鐵粉的量 濾液的溶質組成 濾渣的成分
不足 CuSO4、FeSO4 Cu
恰好反應完 FeSO4 Cu
過量 FeSO4 Fe、Cu
（2）1種金屬+2種鹽：以鋅粉投入硝酸銅和硝酸銀的混合溶液中為例。
第1步：Zn+2AgNO3=2Ag+Zn(NO3)2；第2步：Zn+Cu(NO3)2= Cu+Zn(NO3)2
鋅粉的量 濾液溶質組成 濾渣成分
只能與部分AgNO3反應 AgNO3、Cu(NO3)2、Zn (NO3)2 Ag
恰與AgNO3完全反應 Cu(NO3)2、Zn (NO3)2 Ag
與部分Cu(NO3)2反應 Cu(NO3)2、Zn (NO3)2 Ag、Cu
恰與Cu(NO3)2完全反應 Zn (NO3)2 Ag、Cu
過量 Zn (NO3)2 Ag、Cu、Zn
（3）2種金屬+1種鹽：以鋅、鐵混合物投入硫酸銅溶液中為例。
第1步：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4；第2步：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
CuSO4的量 濾液溶質組成 濾渣成分
只能與部分Zn反應 ZnSO4 Zn、Fe、Cu
恰與Zn完全反應 ZnSO4 Fe、Cu
與部分Fe反應 ZnSO4、FeSO4 Fe、Cu
恰與Fe完全反應 ZnSO4、FeSO4 Cu
過量 CuSO4、ZnSO4、FeSO4 Cu
解決濾液濾渣問題的思路：
（1）根據金屬的活動性順序，分析溶液中可能發生的化學反應，寫出涉及到的化學方程式；
（2）如果涉及到有先后順序的，直接按照“先遠后近”原則進行逐步分析，第一步，第二步，第三步，反應必須是逐步反應，然后在逐步反應過程中，設想反應物的量的問題，再進行分析各種可能出現的情況；
（3）實驗過程中的現象：
a. 溶液中的顏色：①藍色Cu2+、②淺綠色Fe2+、③黃色Fe3+；
b. 對濾渣：加酸有氣泡產生則有活潑金屬；
c. 對濾液：加稀鹽酸有沉淀產生則有Ag+。
金屬材料在生產、生活中有著廣泛的應用，人類的生產和生活都離不開金屬。
（1）新型材料納米級鐵粉具有廣泛的用途，它比普通鐵粉更易與氧氣反應，其制備的主要流程如圖所示。
高溫反應器中反應的化學方程式為______________________________。
（2）金屬活動性順序有重要的應用。銅、鋁、鐵為日常生活中常見的金屬，某化學興趣小組的同學在探究鋁、銅、鐵三種金屬的有關性質時，進行了如圖的實驗：將A實驗結束后①、②試管內的物質倒入燒杯中，發現燒杯中的紅色固體物質明顯增多，其原因是_________________
_________________，一段時間后過濾，濾液中的溶質一定有_______________________（填化學式）。
（3）某同學在一定質量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應后，他對反應過程進行了分析，得到了以下幾個圖象（橫坐標表示加入鐵的質量），其中錯誤的是__________。
A. B.
C. D.
1. 氫氣還原氧化銅
（1）實驗原理：H2+CuOCu+H2O（置換反應）
（2）實驗操作
步驟 目的
驗 檢驗氫氣的純度 防止爆炸
通 通H2 排盡試管內空氣，防止爆炸
點 點燃酒精燈 /
熄 反應結束后，先熄滅酒精燈 防止生成的Cu在溫度較高時再次被O2氧化成CuO
停 等試管冷卻后停止通入H2
（3）實驗現象：黑色固體逐漸變為紅色，同時試管口出現小水珠。
2. 一氧化碳還原氧化鐵
（1）實驗原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2
（2）實驗操作
步驟 目的
查 檢查裝置氣密性 /
裝 裝入藥品并固定 /
點 點燃酒精燈 燃燒掉尾氣中的CO，防止污染空氣
通 向玻璃管中通入CO 排盡試管內空氣，防止發生爆炸
點 點燃酒精噴燈 /
熄 反應完后，先熄滅酒精噴燈 一是防止鐵粉在高溫下被氧化；二是防止試管內液體倒吸，使試管炸裂
停 等試管冷卻后停止通入CO
熄 熄滅酒精燈 /
（3）實驗現象：紅色粉末逐漸變為黑色，澄清石灰水變渾濁。
金屬冶煉部分基本兩個方向，一考查實驗細節的掌握，需要記憶相關操作、順序及每步的意義；二考查金屬氧化物樣品純度測定實驗類問題（舉例如圖），會涉及到誤差分析：
此類問題原理分為以下兩種：①通過測定 E 中反應前后質量，即測定出金屬氧化物與氫氣反應生成的水的質量，利用化學方程式就可求出樣品中金屬氧化物的質量。此原理誤差來源較多，應注意裝置B與C不能顛倒，且E后面最好有一干燥裝置；
②通過測定 D中金屬氧化物樣品反應前后的質量，其差值即為金屬氧化物失去的氧元素的質量，利用化學方程式就可計算出金屬氧化物的質量。（該方法測定出的結果不受B與C的順序和E后是否有一干燥裝置的影響）
金屬冶煉就是要把金屬從化合態變成游離態，使金屬氧化物還原成金屬單質，如圖為有關實驗室用一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置，裝置乙中的溶液為澄清石灰水，請回答與該實驗有關的問題：
（1）實驗時，從甲裝置的玻璃管中觀察到的現象　 　；
（2）裝置乙中發生反應的化學方程式是　 　；
（3）現有含雜質的氧化銅樣品（假設雜質不參加反應），為測定該樣品中氧化銅的質量分數，某同學用如圖所示的裝置進行實驗，得到下列兩組數據：
反應前10g 氧化銅完全反應后
Ⅰ組 洗氣瓶和石灰水的質量為185g 洗氣瓶和瓶內物質的總質量為187g
Ⅱ組 玻璃管和氧化銅樣品的質量為57.9g 玻璃管和玻璃管內物質的質量為56.1g
關于這兩組數據，下列說法不正確的是　 　（選填相關的字母）
A．玻璃管中固體減少的質量即為氧化銅中氧元素的質量
B．利用這兩個數據都可以計算出樣品中氧化銅的質量分數
C．裝置乙中石灰水增重的質量與反應產生二氧化碳的質量不相等
D．如果實驗稱量很準確，則玻璃管中固體減少的質量應等于裝置乙中石灰水增重的質量
1. 常見氣體的檢驗方法
氣體 檢驗方法 現象
水蒸氣 通過白色的無水硫酸銅粉末 白色粉末變藍
O2 帶火星的木條 木條復燃
CO2 通入澄清石灰水 澄清石灰水變渾濁
NH3 濕潤的紅色石蕊試紙 紅色石蕊試紙變藍
HCl 通入稀硝酸酸化的硝酸銀溶液中 有白色沉淀生成
H2 先通過灼熱的氧化銅，再通過無水硫酸銅 黑色固體逐漸變紅，白色粉末變藍
點燃，在火焰上罩一只干而冷的燒杯 產生淡藍色火焰，燒杯內壁有水珠出現
CO 先通過灼熱的氧化銅，再通入澄清石灰水 黑色固體逐漸變紅，澄清石灰水變渾濁
點燃，在火焰上罩一只內壁涂有澄清石灰水的燒杯 產生藍色火焰，燒杯內壁石灰水變渾濁
2. 氣體檢驗的順序：以N2、CO、CO2、H2、水蒸氣的混合氣體為例。
操作順序：無水硫酸銅粉末檢驗H2O→澄清石灰水檢驗CO2→NaOH溶液除去CO2→濃硫酸除去H2O→灼熱CuO轉化H2、CO→無水硫酸銅檢驗H2→澄清石灰水檢驗CO→NaOH溶液除去CO2→濃硫酸除去H2O→殘余氣體為N2
混合氣體成分探究問題：
①有水先驗水，其他氣體檢驗往往通過溶液，會影響對混合氣體中水的檢驗；
②有水后除水，其他氣體檢驗、吸收往往通過溶液，所以一般最后一個除水；
③CO2的存在會對CO的檢驗造成干擾，因此在通入氧化銅前應先通入氫氧化鈉溶液除去氣體中的CO2；H2O的存在會對H2的檢驗造成干擾，因此在通入氧化銅前應先通入氫氧化鈉溶液除去氣體中的H2O。
（2022 杭州模擬）某混合氣體可能有CO2、CO、H2中的一種或幾種，某學習小組的同學為了探究氣體的組成，設計了如下裝置進行實驗（夾持裝置已省略）。實驗中出現的現象及在反應前后測量C、D裝置的質量（各步反應均完全）記錄如表：
裝置 現象 反應前總質量/g 反應后總質量/g
A 溶液變渾濁 ╲ ╲
C 黑色變紅色 a c
D 白色變藍色 b d
F 有水滴入 ╲ ╲
試分析回答下列問題：
（1）請寫出A裝置中反應的化學方程式______________________________。
（2）能證明原混合氣體中有氫氣存在的實驗現象應該是____________________________
______________________。
（3）若混合氣體中含有CO，則a、b、c、d之間滿足的關系式為_____________________。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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