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第四課 置換反應
解題思路：金屬活動順序的運用，金屬與酸的反應與金屬與鹽的反應
類型一.金屬與酸
金屬與酸
做題技巧：
1、金屬與酸反應生成氫氣多少與酸的種類無關。
2、生成氫氣的多少與金屬的活潑性無關。金屬越活潑則曲線的坡度越陡。
3、當酸足量的時候生成氫氣質量等于：m(H2) = （n×a ）÷Ar
（其中n表示金屬在化合物中化合價a 表示金屬質量 Ar表示金屬相對原子質量）
①當金屬化合價和質量相同時候，相對原子質量越小，生成H2則越多
②當金屬化合價和質量相同時候，若生成等質量的H2，相對原子質量越小，消耗的金屬則越少。
4、足量金屬與同濃度同體積酸反應的時候生成氫氣質量相等。
（口訣：足量金屬等量酸，產生氫氣一樣多；等量金屬足量酸，產生氫氣鋁最多）

例1.（2014月考） (?http:?/??/?www.jyeoo.com?/?chemistry2?/?report?/?detail?/?397a0a47-20d2-4158-96b4-b4a75bf29973" \t "http:?/??/?www.jyeoo.com?/?_blank?)某興趣小組為探究活潑金屬與酸反應的規律，將質量相等的甲、乙兩種金屬分別放入到質量分數相同的足量稀鹽酸中，經實驗測定并繪制出生成氫氣的質量與反應時間的關系（見如圖）．分析圖象得到的以下結論中，一定正確的是（　　）
金屬甲比金屬乙活潑
金屬甲比金屬乙的相對原子質量大
金屬乙比金屬甲與鹽酸的反應速率大
D．金屬乙比金屬甲的化合價高

變式1.（2017?豐臺區一模） (?http:?/??/?www.jyeoo.com?/?chemistry?/?report?/?detail?/?84813b24-da8f-4e1d-a7d5-46a70ffe07ec" \t "http:?/??/?www.jyeoo.com?/?_blank?)某實驗小組用鐵和鋅分別跟兩份完全相同的稀硫酸進行實驗，實驗結束后，將反應過程用如圖進行了描述．請據圖回答：
（1）寫出曲線B所表示的化學方程式____________________；
（2）由該實驗可以得到：金屬與酸反應的速率與有關____________________；
（3）分析曲線圖可得到多種信息，除（2）中所得信息外，請再寫出兩點：
①_________________________________________________，
②_________________________________________________；
（4）若等質量的鋅和鐵分別與足量的完全相同的稀硫酸充分反應后，則生成氫氣的質量與_______________有關．
變式2.某校化學活動小組為了探究X、Y、Z三種金屬與酸的反應情況，進行了如下實驗：取等質量的X、Y、Z分別與足量的溶質質量分數相同的稀硫酸反應，都生成+2價金屬的硫酸鹽，反應情況如圖所示，則下列對該圖的理解正確的是（　　）

金屬活動性由強到弱：X、Y、Z
相對原子質量大小：X＞Y＞Z
X、Y、Z依次可能是：Mg、Fe、Zn
D．金屬Z反應最慢


變式3.某實驗小組在探究金屬的化學性質時，得到金屬與酸反應制取氫氣的質量關系（見圖）．請根據圖象信息判斷，下列說法正確的是（　　）
四種金屬與酸反應的速率：Al＞Mg＞Fe＞Zn
四種金屬的活動性順序：Mg＞Al＞Zn＞Fe
同質量的四種金屬與足量酸反應得到氫氣的質量：Al＞Mg＞Fe＞Zn
D．Al、Mg、Fe、Zn四種金屬與酸反應得到氫氣的質量比：1/27：1/24：1/56：1/56：


例2.（2018?湘潭）在托盤天平的兩邊各放一只燒杯，調節天平至平衡，向兩燒杯中分別注入等質量、等質量分數的稀硫酸（足量），然后向右盤的燒杯中放入一定質量的Fe粉，同時向左盤的燒杯中放入與Fe粉等質量的Zn粉，反應過程中可能出現的現象是（　　）
A．天平最終仍然平衡
B．天平指針先偏向左盤，后偏向右盤
C．天平指針始終偏向右盤
D．天平指針先偏向右盤，后偏向左盤

變式1.（2016秋?蕭山）將等質量的鋅粉和鐵粉，分別放入質量相等、溶質質量分數相同的稀硫酸中，生成氫氣質量（m）隨反應時間（t）的變化曲線如圖所示，對于該圖象的理解，下列說法正確的是　 　（填序號）．
①A表示鋅和稀硫酸的反應曲線
②反應結束后兩種金屬一定都有剩余
③反應結束后稀硫酸都沒有剩余
④反應結束后消耗兩種金屬的質量相等
⑤反應結束后所得溶液質量相等．
變式2.（2014?蕭山）如圖，將質量相等的A、B、C三種金屬分別投入裝有足量稀鹽酸的燒杯中，反應時間與生成氫氣的質量關系如圖所示，請據圖回答
（1）三種金屬中，能夠將其他兩種金屬從他們的鹽溶液中置換出來的是　 　
（2）實驗室常用金屬鋅與稀硫酸反應制取氫氣，你認為我們不用鹽酸與金屬鋅反應而選用稀硫酸的主要原因是　 　
（3）若將金屬B投入A的鹽溶液中則反應結束后溶液質量將　 　（填“變大”、“變小”、“不對”）


變式3.（2014?一模） (?http:?/??/?www.jyeoo.com?/?chemistry?/?report?/?detail?/?042ffc37-0b6e-4ad3-9f39-b97c8ee489d5" \t "http:?/??/?www.jyeoo.com?/?_blank?)某興趣小組為探究活潑金屬與酸反應的規律，將質量相等、顆粒大小相同的甲、乙兩種金屬分別放入到質量分數相同的足量稀硫酸中，出生成氫氣的質量與反應時間的關系如圖A所示．則______種金屬的活動性順序強．若同時將甲、乙兩種金屬分別放入到圖B裝置中，直到反應結束，結合圖A的信息描述天平指針的指向變化____________








變式4.在天平兩盤上的燒杯中，各放入質量相同的稀硫酸，調節天平至平衡．分別向兩邊燒杯各加入5g鎂和5g鐵，鎂和鐵全部反應而消失后，天平的指針（　　）
A．偏向加鐵的一邊 B．偏向加鎂的一邊
C．仍停留在原來的位置 D．無法確定
變式5.托盤天平左、右兩邊各放一只質量相等的燒杯，在兩只燒杯中加入等質量、等質量分數的稀鹽酸，此時天平保持平衡．然后在左盤燒杯中加入5g鋅粒，在右盤燒杯中加入5g鐵粉，充分反應后，兩燒杯底部均有固體剩余，則此時天平（　　）
A．偏向左邊 B．偏向右邊 C．仍然平衡 D．無法判斷
變式6.在杠桿的兩端分別掛著質量?體積都相同的鋁球和鐵球，此時杠桿平衡．然后將兩球分別浸沒在稀硫酸和硫酸銅溶液中片刻，如圖所示，則下列說法正確的是（　　）

A．鋁球一定是空心的
B．左邊燒杯中的溶液質量減少了
C．去掉兩燒杯杠桿仍平衡
D．右邊鐵球上出現紅色

例3.兩金屬粉末的混合物30克與足量稀鹽酸反應生成氫氣1克，則此混合物的可能組成為
A.Mg—Al B. Fe—Zn C.Mg—Fe D. Al—Fe

變式某鐵的樣品中可能含有Zn、Mg、Al、Cu等雜質金屬中的兩種，取5.6g樣品跟足量稀硫酸反應，得到0.2g氫氣，則此鐵樣品中不可能含有的雜質金屬組是（ ）
A. Cu和Mg B. Zn和Al C. Mg和Al D. Zn和Cu
變式2.（2016?下城）在定量研究金屬與酸的化學反應時，繪制出如圖所示金屬與氫氣質量關系的圖象，分析圖象得到的以下結論中，正確的是（　　）
①Na、Mg、Zn三種金屬都能置換出酸中的氫
②生成相同質量的氫氣消耗金屬的質量為Na＞Mg=Zn
③生成相同質量的氫氣消耗Na、Mg、Zn三種金屬的質量比為為23：24：65
④生成相同質量的氫氣消耗Na、Mg、Zn三種金屬的原子個數比為2：1：1。

A．①② B．②③ C．③④ D．①④

變式3.醋酸CH3COOH是一元有機酸，具有酸的通性．現取溶質質量分數相等的稀硫酸和醋酸溶液等質量，分別放在甲乙兩只燒杯中，各加入相等質量的鎂粉，生成的氫氣的質量比為6：5．則甲乙燒杯中的反應情況可能是（　　）
A．甲和乙中金屬都過量
B．甲和乙中酸都過量
C．甲中酸過量，乙中鎂過量
D．甲中鎂過量，乙中酸過量

類型二.金屬與鹽溶液反應
解題思路：一換多與多換一類型的反應順序過程的掌握
例1.（2018?江干區三模）某溶液含有Cu（NO3）2和AgNO3，現向其中加入一定量的鋅粉進行處理，并繪制參加反應的鋅與溶液中溶質種類的關系圖（如圖所示），下列說法中不正確的是（　　）

A．Cu的活動性比Ag強，只用鹽酸無法探究兩者活動性強弱
B．當溶質種類為1種時，金屬單質種類可能為1種
C．c～d間（不含兩點）的溶液中金屬離子為Zn2+、Cu2+
D．從m1變化到m2時，溶液中硝酸銅的質量分數變大
變式1.（2018?錦州模擬）向AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2的混合物溶液中加入一些鋅粉，完全反應后過濾．不可能存在的情況是（　　）
A．濾紙上有Ag，濾液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Mg2+
B．濾紙上有Ag、Cu，濾液中有Zn2+、Mg2+
C．濾紙上有Ag、Cu、Zn，濾液中有Zn2+、Mg2+
D．濾紙上有Ag、Cu、Zn、Mg，濾液中有Zn2+
變式2.（2017春?淳安縣期中）往AgNO3、Hg（NO3）2、Zn（NO3）2的混合溶液中加入一些鐵粉，待反應完成后再過濾，不可能存在的情況是（　　）
A．濾紙上有Ag，濾液中有Hg2+、Zn2+、Fe2+
B．濾紙上有Ag、Hg，濾液中有Zn2+、Fe2+
C．濾紙上有Ag、Hg、Fe，濾液中有Zn2+、Fe2+
D．濾紙上有Ag、Hg、Fe、Zn，濾液中有Zn2+、Fe2+
變式3.（2017?下城）某溶液中含有Cu（NO3）2和AgNO3，現向其中逐漸加入一定質量的鐵粉進行處理，并繪制參加反應的鐵的質量與溶液中溶質種類的關系圖。下列說法不正確的是（　　）

A．a點溶液中溶質為3種時，金屬單質的種類也為1種
B．當溶質種類為2種時，金屬單質種類可能為2種
C．a、b兩點，溶液的質量相等
D．當溶質種類為1種時，金屬單質種類可能為3種
變式4.（2016秋?拱墅）FeSO4、CuSO4的混合溶液中投入一些鋅粉，完全反應后得到一些固體沉淀．過濾，向沉淀中加入少量稀硫酸有氣泡產生．對上述固體沉淀有下列說法，其中正確的是（　　）
（1）一定含有Zn（2）一定含有Fe（3）一定含有Cu
（4）可能含有Zn（5）可能含有Fe（6）可能含有Cu．
A．（1）（2）（3） B．（2）（3）（4） C．（3）（4）（5） D．（1）（2）（4）
例2.（2018?模擬）向AgNO3溶液中加入一定質量的Al和Fe的混合粉末，充分反應后過濾，得到濾渣和淺綠色濾液，關于該濾渣和濾液有下列四種說法（已知HCl+AgNO3═AgCl↓+HNO3）：
①向濾渣中加入稀鹽酸，一定有氣泡產生．
②向濾液中加入稀鹽酸，一定有沉淀產生．
③濾渣中一定含有Ag．
④濾液中一定含有Fe（NO3）2，一定不含AgNO3，可能含有Al（NO3）3．
以上說法中正確的個數是（　　）
A．0個 B．1個 C．2個 D．3個
變式1.印刷銅制電路板的“腐蝕液”為FeCl3溶液。已知銅、鐵均能與FeCl3溶液反應，反應方程式分別為：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，Fe+2FeCl3=3FeCl2。現將一包銅、鐵的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的燒杯中，充分反應后燒杯中仍有少量固體，關于燒杯中物質組成的說法正確的是
A.溶液中一定含FeCl3，固體一定是鐵和銅
B.溶液中一定含FeCl2，固體一定含銅
C.溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固體一定含銅
D.溶液中一定含FeCl2，固體一定是鐵和銅

課后習題
1.向一定質量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn，溶液質量與加入Zn的質量關系如圖所示，下列說法正確的是（　　）

A．a點溶液中的溶質有3種
B．b點溶液是無色的
C．若取b～c段溶液，滴加稀鹽酸，有白色沉淀
D．c點的固體中含有銀、銅、鋅
2.一定質量的AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應后，下列圖中一定錯誤的是（橫坐標表示加入鐵的質量）
（　　）
A．
B．
C．
D．
3.在硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應后有少量金屬析出，過濾后向濾液中滴加適量鹽酸，有白色沉淀生成，則析出的金屬是（　　）
A．Ag和Cu B．Ag C．Cu D．Fe和Cu
4.R金屬投入到Cu（NO3）2和 AgNO3混合溶液中，充分反應后過濾得無色濾液，下列敘述正確的是（　　）
A．溶液質量可能增加，也可能減小，但不可能不變
B．R金屬可能是鐵也可能是鋅
C．溶液中可能有Cu2+，一定有R的離子，一定沒有Ag+
D．溶液中若有Al3+，則固體質量一定增加
5.（2016?蕭山模擬）向FeSO4、CuSO4 的混合溶液中投入一些鋅粉，完全反應后得到一些固體沉淀。過濾，向沉淀中加入少量稀硫酸有氣泡產生。對上述固體沉淀有下列說法，其中正確的是（　　）
①一定含有Zn ②一定含有Fe ③一定含有Cu ④可能含有Zn ⑤可能含有Fe。
A．①②③ B．①②④ C．③④⑤ D．②③④
6.向含有AgNO3、Cu（NO3）2、Zn（NO3）2的混合溶液中加入一定量的鐵粉，使其充分反應后，過濾，向濾渣中滴加稀鹽酸，有氣泡產生，則下列結論正確的是（　　）
A．濾液中一定含Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+
B．濾液中一定含Fe2+，可能含Zn2+
C．濾液中一定含Fe2+，Zn2+，不含Cu2+，Ag+
D．濾液中一定含Zn2+、Fe2+，可能含Cu2+
7..分別用Al、Fe與足量的稀硫酸反應，制得相同質量的氫氣，則消耗Al、Fe的質量比為（ ）
A. 9：28 B. 27：56 C. 9：56 D. 27：112
8.（2018秋?杭州）兩個燒杯中有等質量的鋅和鐵，分別逐漸加入等質量分數的稀硫酸，產生氫氣的
質量與加入硫酸的質量關系如圖所示，A、B 代表金屬，a、b、c 是曲線上的三個點，則：
（1）分析可知：A 金屬是　 　；在　 　點時兩燒杯中金屬都有剩余；
（2）寫出b點時B金屬所在燒杯里的溶液溶質是　 　（填化學式）；

9.在托盤天平的左右兩托盤中各放一只燒杯，調節至平衡，向燒杯分別注入等質量、等質量分數的稀硫酸，然后向兩只燒杯中分別加入相同質量的鎂和銅鋁合金，兩燒杯中物質完全反應后，天平仍保持平衡，合金中鋁與銅的質量比是（?）
A. 3：1 B. 2：1 C. 3：4 D. 2：3
10.在氯化銅和氯化亞鐵的混合溶液中加入一定量的鎂粉，充分反應后過濾，向濾出的固體中滴加稀鹽酸，沒有氣泡產生。下列判斷正確的是（ ）
A．濾出的固體中一定含有銅，可能含有鐵和鎂
B．濾出的固體中一定含有銅，一定不含鐵和鎂
C．濾液中一定含有氯化鎂和氯化亞鐵，可能含有氯化銅
D．濾液中一定含有氯化鎂、氯化亞鐵、氯化銅

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