专题09金属的性质及其反应规律问题
专题概述
1.物理性质
2.化学性质
①金属与氧气反应(金属+氧气→金属氧化物)
铝与空气中的氧气反应能生成致密的氧化薄膜覆盖在铝表面,保护内部的铝不再被腐蚀,因此铝具有很好的抗腐蚀性。
②某些金属与酸反应(金属+酸→盐+氢气)
③金属与某些盐的反应(金属+盐→新金属+新盐)
3.金属活动性
(1)金属活动性顺序表
(2)规律
①在金属活动性顺序表中,金属的位置越靠前活动性越强。
②在金属活动性顺序表中,位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。
③在金属活动性顺序表中,位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液里置换出来(K、Ca、Na除外)。
(3)应用
①判断某些置换反应能否发生。
②判断几种金属的活动性顺序。
③判断金属与盐溶液反应后滤液、滤渣的成分。
特色典例
2.验证Zn、Fe、Cu金属的活动性强弱,使用下列各组试剂不能达到实验目的的是()
A.FeSO4溶液、Zn、CuB.ZnSO4溶液、稀盐酸、Fe、Cu
C.ZnSO4溶液、FeSO4溶液、CuD.ZnCl2溶液、CuCl2溶液、Fe
特色专练
一、单选题
1.现有X、Y、Z三种金属,把X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并有气泡产生,而Y则没有任何现象;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,一会后,在Y的表面有银白色金属析出,而Z没有变化。则X、Y、Z三种金属的活动顺序为
A.YZXB.XYZC.XZYD.ZYX
2.向CuSO4溶液中加入一定质量的镁粉,完全反应后过滤,得滤渣和蓝色溶液下列说法正确的是( )
A.滤渣中一定有Cu有Mg
B.反应后滤液中的金属阳离子为Cu+和Mg2+
C.向滤渣中滴加稀盐酸,会有气泡产生
D.向滤液中滴加氢氧化钠溶液会产生蓝色沉淀
3.现有X、Y、Z三种金属,如果把X、Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y、Z分别放入到硝酸银溶液中,Y表面有银析出,而Z没有变化,判断X、Y、Z的金属活动性顺序( )
A.X>Z>YB.Y>X>ZC.X>Y>ZD.Z>Y>X
4.区分下列物质的方法正确的是
A.AB.BC.CD.D
5.小雨为妈妈买了一条黄金项链,小南想通过实验探究这条黄金项链是否为锌铜合金制成的仿制品,她不能选的试剂是
A.AlCl3溶液B.Cu(NO3)2溶液C.稀硫酸D.AgNO3溶液
6.将5.6g含杂质的铁粉放入足量稀盐酸中,完全反应后生成氢气0.2g,则杂质可能是
A.MgZnB.MgAlC.ZnCuD.NaMg
7.向一定质量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,得滤液M和滤渣N。向滤渣N中加入稀盐酸,有无色气体产生,根据实验现象分析判断下列说法中,正确的是()
A.滤液M的颜色一定为无色
B.滤液M中一定含有Zn2+和Fe2+
C.滤渣N的质量一定小于加入锌粉的质量
D.滤渣N中一定含有Zn、Fe和Cu
8.向AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2的混合溶液中,加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生。下列说法正确的是( )
A.滤液中一定含有Mg2+和Fe2+,一定没有Cu2+、Ag+
B.滤液中一定含有Fe2+,一定没有Cu2+和Ag+,可能含有Mg2+
C.滤渣中一定含有银、铜,可能含有镁和铁
D.滤渣中一定含有银、铜和铁,可能含有镁
9.如图所示图像能正确反映其对应的实验操作的是( )
11.能验证Zn、Cu、Ag三种金属活动性顺序的一组试剂是
A.Zn、Cu、Ag、H2SO4溶液B.Zn(NO3)2溶液、Ag、Cu(NO3)2溶液
C.Zn(NO3)2溶液、Cu、AgNO3溶液D.Cu、Ag、Zn(NO3)2溶液
12.现有X、Y、Z三种金属,已知:①X和稀硫酸不反应;②Z+HSO4(稀)=ZSO4+H2↑;③X+2YNO3=2Y+X(NO3)2,则X、Y、Z这三种金属可能是( )
A.Cu、Zn、AgB.Zn、Cu、Ag
C.Cu、Ag、ZnD.Ag、Cu、Zn
13.Mg、Zn的混合物共10g,与一定质量的稀盐酸恰好完全反应,经测定,反应后溶液质量增加了9.6g,将反应后的溶液蒸干,则得到的固体混合物的质量为()
A.19.6gB.24.2gC.29.2gD.29.6g
14.将下列金属分别放入硫酸铜溶液中,一段时间后溶液质量增加的是
A.ZnB.FeC.AlD.Ag
15.如图是等质量的X、Y、Z三种金属与足量的稀硫酸反应,已知三种金属与酸反应时生成的盐中的金属的化合价均显示+2价。生成氢气的质量随时间的变化如图所示。请根据图示判断,下列说法中正确的是
A.产生氢气的质量由大到小的关系是YXZ
B.三种金属的活动性顺序由强到弱的顺序是XYZ
C.相对原子质量的大小关系是ZYX
D.三种金属与酸反应时溶液质量增加的顺序是XYZ
16.现有一包由5.6g铁、6.5g锌和1.2g碳混合而成的粉末,把它加入一定量的CuSO4溶液中。实验结束后,测得剩余固体中含有三种物质。则剩余固体的质量可能是()
A.11.8gB.12.8gC.13.8gD.14.8g
17.往硝酸铜、硝酸银和硝酸铝的混合溶液中加入质量为m的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣A和滤液B。下列说法中正确的是
A.若滤液B为蓝色,则滤液B中一定有Cu2+,一定没有Ag+
B.若滤液B为无色,则滤渣A中一定有银、铜、锌
C.若向滤渣A中加盐酸有气泡,则滤渣A中一定含有锌,可能含有铝
D.滤渣A的质量可能小于m
18.现问g的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的Zn粉,过滤后,向滤渣中再加入一定质量分数的稀硫酸,反应图像如图所示。下列说法正确的是
A.b点溶液中的溶质有Cu(NO3)2和Zn(NO3)2
B.M的值为24.8
C.c点溶液中Zn(NO3)2的质量为56.4g
D.d点所得滤渣中含有的固体只有Cu和Ag
19.将一定量的锌粉加入到硝酸亚铁、硝酸银的混合溶液中,溶液最终变为无色。下列图像能表示对应变化关系的是
A.①③B.③⑤C.②④D.①④
20.下列图像不能够正确反映其对应变化关系的是()
21.向一定量的硝酸银的混合溶液中加入16.25g含铜60%的Cu-Zn合金,充分反应后过滤、洗涤、干燥,称得固体质量为33g。则下列分析正确的是( )
A.滤液中一定含有Ag+、Cu2+、Zn2+B.滤液中只含有Zn2+、Cu2+
C.滤出的固体中只含有银D.滤出的固体中含有锌、铜和银
二、计算题
22.同学们用下图所示实验测量粗锌中锌的质量分数(粗锌中的杂质既不溶于水,也不与稀硫酸反应)。试计算:
(1)生成氢气的质量
(2)粗锌中锌的质量分数
23.某同学用锌和稀硫酸制取氢气。向气体发生装置中加入一定量锌粒,将15g稀硫酸分三次加入,每次生成气体的质量如下表。
(1)共制得氢气的质量为g。
(2)求所用稀硫酸的溶质质量分数。(写出计算过程)
(3)第三次反应后所得溶液中的溶质是(填化学式)。
24.铁的锈蚀对社会生产造成较大损害,但也有有利的一面,如某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败.某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉(含少量杂质,杂质既不溶于水也不溶于酸),他们取六份样品,分别加稀硫酸反应.测得部分数据加下,请根据有关信息冋答问题。
(1)食品袋内放入“双吸剂”是为了吸收,用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是。
(2)列式计算该样品中单质铁的质量分数(保留至0.1%)。
25.某实验小组拟利用相同条件下等质量的同种酸溶液与金属反应来探究“金属活动性与反应放出热量”之间的关系。实验装置如“1图”;实验完成后,根据传感器探头测量的从反应开始到反应停止时的数值绘制的曲线图如“2图”;实验所用酸与金属粉末的种类和质量如下表。请回答问题并进行相关计算。
(1)根据实验探究目的,对比曲线a、b,可得出的结论是_____。
(2)计算6.5g锌粉充分反应时,产生氢气的质量,写出具体计算过程。
(3)三组实验反应完成后,烧杯底部有金属粉末剩余的是_____(填实验编组号)。
(4)在“2图”中画出曲线c的大致位置及趋势。
特色典例
1.
B
A、酸雨的形成是二氧化硫排放到空气中与氧气、数反应生成硫酸的缘故,反应的化学方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,选项错误;
B、氢氧化铝能够与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水,可用来治疗胃酸过多,反应的化学方程式为:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,选项正确;
C、证明铜的活动性大于银,应选择铜与可溶性银盐,如硝酸银反应,氯化银不溶于水,不能与铜反应,选项错误;
D、铁与稀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↑,选项错误,故选B。
2.
C
A、FeSO4溶液与Zn反应,证明Zn>Fe,FeSO4溶液不与Cu反应,证明Fe>Cu,据此两个反应可以验证Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu,该选项能达到实验目的;
B、Fe能与稀盐酸溶液反应,证明Fe>H,Cu不与稀盐酸溶液反应,证明H>Cu,据此两个反应证明Fe>Cu,Fe不与ZnSO4溶液反应,证明Zn>Fe,故据此三个反应可以证明三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu,该选项能达到实验目的;
C、ZnSO4溶液不与Cu反应,证明Zn>Cu、FeSO4溶液不与Cu反应,证明Fe>Cu,但是无法证明铁与锌的金属活动性,该选项不能达到实验目的;
D、ZnCl2溶液不与Fe反应,证明Zn>Fe,Fe与CuCl2溶液反应,证明Fe>Cu,故据此两个反应即可证明Zn>Fe>Cu,该选项能达到实验目的。
故选C。
特色专练
一、单选题
1.
B
把X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应,说明X的活动性比Y强;把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,在Y表面有银析出,而Z没有变化,说明Y的活动性比Z强;综上,X、Y、Z的金属活动性顺序为XYZ,故选:B。
2.
D
向CuSO4溶液中加入一定质量的镁粉,镁与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,过滤后滤液呈蓝色,说明硫酸铜有剩余,滤渣中只有铜,滤液中有硫酸镁和硫酸铜;
A、滤渣中一定有Cu,无镁,错误;
B、滤液中有硫酸镁和硫酸铜,金属阳离子为Cu2+和Mg2+,错误;
C、滤渣中只有铜,与盐酸不反应,错误;
D、向滤液中滴加氢氧化钠溶液,硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,正确;
故选D。
3.
C
把X、Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应,说明在金属活动性顺序中,X在氢前,Y在氢后,X的活动性比Y强,把Y、Z分别放入到硝酸银溶液中,Y表面有银析出,而Z没有变化,说明在金属活动性顺序中,Y位于银之前,Z位于银之后,Y的活动性比Z强,所以X、Y、Z的金属活动性顺序:XYZ。
故选C。
4.
D
A、氯化铵和硫酸铵中均含有铵根离子,分别与熟石灰混合研磨后都能够反应生成氨气而产生刺激性气味,闻气味不能鉴别氯化铵和硫酸铵,选项错误;
B、氯化铵和硝酸铵中均含有铵根离子,分别与熟石灰混合研磨后都能够反应生成氨气而产生刺激性气味,闻气味不能鉴别氯化铵和硝酸铵,选项错误;
C、二氧化碳能够与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀使澄清石灰水变浑浊,鉴定二氧化碳应选用澄清石灰水,不支持燃烧的气体不只有二氧化碳气体,所以不能用燃着的木条来鉴别二氧化碳,选项错误;
D、将锌片、铜片分别投入稀硫酸中,观察到锌片表面产生气泡,铜片表面无变化,说明锌能够与酸反应生成氢气,而铜不能与酸反应,证明锌的金属活动性比铜强,选项正确,故选D。
5.
A
A.铜锌合金中的锌、铜活动性比铝弱,不能和氯化铝发生反应。故A符合题意;
B.铜锌合金中的锌可以和Cu(NO3)2溶液发生反应。故B不符合题意;
C.铜锌合金中的锌可以和H2SO4溶液发生反应。故C不符合题意;
D.铜锌合金中的锌、铜都可以和AgNO3溶液发生反应。故D不符合题意。
故选A。
6.
A
铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
,每56份质量的铁生成2份质量的氢气,故将5.6g纯净铁放入足量稀盐酸中,完全反应后生成氢气0.2g,由于含有杂质,5.6g含杂质的铁与稀盐酸完全反应也产生0.2g氢气,利用极值法分别计算出5.6g杂质与稀盐酸完全反应产生氢气的质量与0.2g的关系。
A、镁和盐酸反应生成氯化镁和氢气,
锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,
根据平均组成的原理,含杂质必须满足:一种5.6g杂质产生的氢气大于0.2g,另一种产生氢气的质量小于0.2g,这样才可能满足题意,故A符合题意;
B、铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气,
5.6g镁或铝产生氢气都大于0.2g,故B不符合题意;
C、Cu不与稀盐酸反应,可看作产生氢气的质量为0,5.6g锌产生氢气小于0.2g,故C不符合题意;
D、钠和盐酸反应生成氯化钠和氢气,
5.6g钠或镁产生氢气都大于0.2g,故D不符合题意;
故选A。
7.
C
在金属活动性顺序中,铜、锌、铁的活动性顺序为锌>铁>铜。所以向FeCl2和CuCl2的混合溶液中投入一些锌粉,锌先与氯化铁和的反应生成了氯化锌和铜,当氯化铜完全反应后,锌再与氯化亚铁的反应,生成氯化锌和铁,充分反应后过滤,得滤液M和滤渣N,向滤渣N中加入稀盐酸,有气泡产生,说明了滤渣中中一定有铁、铜,可能有锌,溶液中的CuCl2完全发生了反应,滤液M中一定含氯化锌,可能含氯化亚铁,一定没有氯化铜。
A、当溶液中FeCl2未完全反应,溶液是浅绿色的,说法错误;
B、滤液M中一定含氯化锌,可能含氯化亚铁,一定没有氯化铜,说法错误;
C、由方程式
,可知,锌置换出铜或铁都会使固体的质量减小,所以滤渣N的质量小于加入锌粉的质量,说法正确;
D、当锌有剩余时,滤渣N中含有锌、铜、铁三种金属,若氯化亚铁未完全反应,则滤渣不含锌,说法错误。
故选:C。
8.
A
向AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2的混合溶液中,加入一定量的铁粉,铁不能和硝酸镁反应,先和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,后和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,反应停止后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明铁过量,则滤渣中含有铁、铜、银,滤液中含有硝酸镁、硝酸亚铁。
A、滤液中一定含有Mg2+和Fe2+,一定没有Cu2+、Ag+,该选项说法正确,符合题意;
B、滤液中一定含有Fe2+,一定没有Cu2+和Ag+,一定含有Mg2+,该选项说法不正确,不符合题意;
C、滤渣中一定含有银、铜、铁,不含有镁,该选项说法不正确,不符合题意;
D、滤渣中一定含有银、铜和铁,不含有镁,该选项说法不正确,不符合题意。
故选A。
9.
B
A、向盛有一定质量MnO2的烧杯中加入H2O2溶液,二氧化锰作催化剂,反应前后质量和化学性质不变,过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气,同时生成水,只要加入过氧化氢溶液,烧杯内溶液中的氧元素质量就一直增加,不可能不变,选项A错误;
B、稀盐酸与镁反应生成氯化镁和氢气,反应开始一段时间内,因为反应放热,反应速率逐渐增大,但随着反应的进行,稀盐酸的浓度减小,产生氢气的速率慢慢减小,选项B正确;
C、向盛有一定质量的NaOH溶液的烧杯中逐滴滴加稀H2SO4至过量,溶液由碱性变成中性,最后变成酸性,即pH由大于7到等于7,最后到小于7,选项C错误;
D、稀盐酸与MgCl2的混合溶液中滴加NaOH溶液至过量,氢氧化钠溶液先与稀盐酸反应,开始时不会生成沉淀,稀盐酸消耗完再与MgCl2反应会生成氢氧化镁沉淀,故氯化镁的质量先不变,滴加一定量的氢氧化钠溶液后,再不断减少,最后减少至0,选项D错误。
故选B。
10.
A
A、根据金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素,进行分析判断;
B、根据催化剂的特征(一变二不变),进行分析判断;
C、向一定质量硫酸和硫酸铜的混合溶液中加入氢氧化钠溶液,先与稀硫酸反应,进行分析判断;
D、根据氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,进行分析判断。
A、金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素,因为酸的量相同,金属过量,故生成的氢气应相等,故选项图象正确;
B、向一定质量的过氧化氢溶液加入催化剂,反应前后质量不变,故选项图象错误;
C、氢氧化钠先和硫酸反应,其次才和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,所以沉淀不是从开始就产生的,故选项图像错误;
D、向一定质量饱和氢氧化钙溶液中加入氧化钙,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,溶剂质量减少,有氢氧化钙析出,溶液的质量减少,故选项图象错误。
故选:A。
本题是一道图象坐标与化学知识相结合的综合题,解题的关键是结合所涉及的化学知识,正确分析各变化的过程,注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势,进而确定正确的图象。
11.
C
A、Zn、Cu、Ag、HSO4溶液,锌与稀硫酸反应,铜和银不能与稀硫酸反应,只能证明锌的活动性强于铜和银,不能证明铜和银的活动性强弱,不符合题意;B、Ag、Zn(NO3)2溶液、Cu(NO3)2溶液,银与硝酸锌和硝酸铜溶液都不反应,只能证明银的活动性比锌和铜弱,不能证明铜和锌的活动性,不符合题意;C、Cu、AgNO3溶液、Zn(NO3)2溶液,铜不与硝酸锌反应,无明显现象,说明锌比铜活泼,能与硝酸银反应,有银白色固体析出,说明铜比银活泼,可以验证三种金属的活动性顺序,符合题意;D、Cu、Ag与Zn(NO3)2溶液均不反应,说明了活动性锌>铜,锌>银,但无法确定银和铜的活动性强弱,不能验证三种金属的活动性顺序;
故填:C。
12.
C
金属活动性顺序中,只有氢前的金属能与稀硫酸反应生成氢气。
X和稀硫酸不反应,说明X在氢后,Z+HSO4(稀)=ZSO4+H2↑,则Z在氢前;
金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来。X+2YNO3=2Y+X(NO3)2,说明XY;
则X、Y、Z这三种金属的活动性顺序为:ZXY,又金属活动性:ZnCuAg,故选C。
13.
B
镁与稀盐酸反应:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑,锌与稀盐酸反应:Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
,故溶液增加的质量=金属质量-生成氢气的质量,故生成氢气的质量=10g-9.6g=0.4g,故参加反应的盐酸溶质的质量与生成氢气的质量关系为:2HCl~H2。
解:设参加反应的HCl的质量为x
故得到固体混合物的质量为:10g+14.6g-0.4g=24.2g。
14.
A
A、锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,根据化学方程式
可知,份质量硫酸铜生成份质量硫酸锌,溶质质量增加,溶剂质量不变,溶液质量增加,符合题意。
B、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,根据化学方程式
可知,份质量硫酸铜生成份质量硫酸亚铁,溶质质量减少,溶剂质量不变,溶液质量减少,不符合题意。
C、铝和硫酸铜反应,生成硫酸铝和铜,根据化学方程式
可知,份质量硫酸铜生成份质量硫酸铝,溶质质量减少,溶剂质量不变,溶液质量减少,不符合题意。
D、银和硫酸铜不反应,溶质溶剂质量都不变,不符合题意。
故选:A。
15.
C
A、纵坐标为氢气质量,由图可知,产生氢气的质量由大到小的关系是XYZ,错误;
B、横坐标为时间,由图可知单位时间生成氢气大小顺序为YXZ,故三种金属的活动性顺序由强到弱的顺序是YXZ,错误;
C、金属的化合价均显示+2价,等质量的金属生成氢气质量与相对原子质量成反比;故相对原子质量的大小关系是ZYX,正确;
D、等质量的金属生成氢气的质量由大到小的关系是XYZ,所以溶液质量增加的顺序是ZYX,错误;
故选C。
16.
C
铁、锌、碳三种物质加入一定量的CuSO4溶液中,CuSO4先与锌反应生成硫酸锌和铜;若还存在CuSO4,CuSO4再与铁反应生成硫酸亚铁和铜;碳粉不与CuSO4反应;在实验结束后,测得剩余固体中含有三种物质,说明锌已完全反应,则三种物质是不能反应的碳、反应生成的铜和没有或部分反应的铁;
当铁完全反应,对应质量关系:
剩余固体质量1.2g+6.4g+6.4g=14g;
当铁没有反应,剩余固体质量:1.2g+5.6g+6.4g=13.2g;
由以上分析可知,剩余固体的质量大于13.2g,小于14g;
故选C。
17.
D
金属活动性:Al>Zn>Cu>Ag,往硝酸铜、硝酸银和硝酸铝的混合溶液中加入质量为m的锌粉,锌粉首先和硝酸银反应,Zn+2AgNO3===2Ag+Zn(NO3)2,若有余下的锌粉会和硝酸铜反应,Zn+Cu(NO3)2===Cu+Zn(NO3)2,锌粉不能和Al(NO3)3反应。
A、若滤液B为蓝色,说明硝酸铜有剩余,则滤液B中一定有Cu2+,但可能含有Ag+,A错;
B、若滤液B为无色,说明硝酸铜已反应完,则滤渣A中一定有银、铜,可能含有锌,B错;
C、若向滤渣A中加盐酸有气泡,则滤渣A中一定含有锌、银、铜,一定不含有铝,C错;
D、Zn+2AgNO3===2Ag+Zn(NO3)2,参加反应的Zn的质量小于生成的Ag的质量,反应后金属质量会增加,Zn+Cu(NO3)2===Cu+Zn(NO3)2,参加反应的Zn的质量大于生成的Cu的质量,反应后金属质量会减小,当第一个反应金属增加的质量小于第二个反应金属减少的质量,滤渣A的质量会小于m,D正确。
故选D。
一种金属与多种金属的盐溶液发生反应,优先置换金属活动性较弱的金属,不能置换金属活动性比该金属强的金属。
18.
D
Ag、Cu和Zn三重金属的活动顺序为Zn>Cu>Ag,因此向g的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液加入Zn粉,硝酸银优先与锌反应,银被置换出来,然后硝酸铜与锌反应,铜被置换出来;通过图像可知加入稀硫酸后又有气体产生,说明锌有剩余,与稀硫酸反应生成氢气。
A、根据题意和金属活动顺序,0-a段增加固体的质量为锌与硝酸银反应生成银的质量;a-b段增加固体的质量为锌与硝酸铜反应生成铜的质量;b-c段增加固体的质量为加入的锌质量;因此b点时溶液中硝酸铜恰好与锌反应完全,因此b点溶液中的溶质只有Zn(NO3)2,错误;
可知消耗6.5g锌生成21.6g的银,再消耗耗6.5g锌生成6.4g的铜,因此M的值为21.6g+6.4g=28g,故错误;
C、结合选项A的分析,c点溶液中Zn(NO3)2的质量即为0-a段和b-c段生成的硝酸锌的质量,结合选项B0-a段生成的硝酸锌的质量为18.9g,b-c段生成的硝酸锌的质量为18.9g,因此c点溶液中Zn(NO3)2的质量为18.9g+18.9g=37.8g,错误;
D、因为铜和银都不与稀硫酸反应,锌能够与稀硫酸反应,由图示可知d点之后随着稀硫酸的增加没有气体生成,说明此时锌被完全反应,因此d点所得滤渣中含有的固体只有Cu和Ag,正确;
故选D。
19.
C
将一定量的锌粉加入到硝酸亚铁、硝酸银的混合溶液中,锌粉先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,硝酸银反应完后锌粉再和硝酸亚铁反应,因为溶液最终变为无色,说明锌粉要么恰好与硝酸银、硝酸亚铁反应完,要么锌粉过量,据此参考图示进行解答。
图①表示的是溶液质量随时间的变化,根据题意,锌粉先与硝酸银反应,Zn+2AgNO3===2Ag+Zn(NO3)2,65份的锌置换出份的银,溶液质量应减小;同理,锌与硝酸亚铁反应:Zn+Fe(NO3)2===Fe+Zn(NO3)2,65份的锌置换出56份银,溶液质量增加,①中图示错误,不符合题意;
图②表示的是固体总质量随时间的变化,根据题意可知,固体先由65份锌转化为份银,固体质量增加,后面又由65份锌转化为56份铁,固体质量减小,②中图示正确,符合题意;
图③表示的是固体中铁的质量随时间的变化,根据题意可知,铁在锌和硝酸银反应完后才会被锌从硝酸亚铁中置换出来,所以不是一开始就会产生铁的,曲线的起点错误,③中图示错误,不符合题意;
图④表示的是硝酸锌的质量随时间的变化,根据题意可知,一开始溶液中没有硝酸锌,随着时间变化,慢慢产生硝酸锌,④中图示正确,符合题意;
图⑤表示的是溶液中锌元素的质量随时间的变化,根据题意可知,一开始溶液中没有锌元素,反应后锌和硝酸银、硝酸亚铁反应后溶入溶液中,所以溶液中锌元素的质量是增加的,⑤中图示错误,不符合题意;
故选C。
20.
C
A、稀硫酸中含有溶剂水,硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水,故水的质量变大;氧化铜完全反应后,继续加入稀硫酸,溶液中的水仍然增加但是增加量减慢,图像正确,不符合题意;
B、向等质量、等质量分数的稀硫酸中,分别加入足量的铁粉和锌粉,由反应的质量关系,
可知,开始是等质量的铁产生的氢气的质量大,最终产生的氢气的质量相等,图像正确,不符合题意;
C、向等质量的氧化镁、氢氧化镁中,分别加入质量分数相同的稀盐酸至过量,则氧化镁最终生成的氯化镁的质量大,因为氧化镁中镁元素的质量分数大于氢氧化镁中镁元素的质量分数,图像错误,符合题意;
D、向一定质量的饱和石灰水中,加入少量的生石灰,生石灰氧化钙和水反应放出大量热,温度升高,氢氧化钙溶解度随温度升高而降低,饱和石灰水溶质质量分数减小;完全反应一段时间后,温度恢复至原来温度,氢氧化钙溶解度变大恢复,饱和石灰水溶质质量分数变大也恢复,图像正确,不符合题意。
故选C。
21.
B
16.25g含铜60%的Cu-Zn合金中铜的质量为16.25g×60%=9.75g、锌的质量为16.25g-9.75g=6.5g;金属活动性顺序为:锌>铜>银,锌首先和硝酸银反应生成银和硝酸锌,铜再和硝酸银反应生成银和硝酸铜;
由方程式可知,锌全部反应后固体质量为16.25g-6.5g+21.6g=31.35g,固体质量再增加33g-31.35g=1.65g,需要反应铜的质量x=0.69g9.75g,故反应后锌不足,铜过量。
A.由分析可知,铜过量,滤液中不存在Ag+,错误;
B.滤液中只含有Zn2+、Cu2+,正确;
C.滤出的固体中含有银和过量的铜,错误;
D.锌不足,滤出的固体中没有锌,错误。
故选B。
22.
(1)生成氢气的质量:93.7g+8g—.5g=0.2g。
(2)设粗锌中锌的质量为x。
H2SO4和ZnSO4
根据前两次加入的硫酸可知,每加入5g稀硫酸生成的氢气为0.02g,而第三次却为0.01g,说明金属已经完全反应。所以制得的氢气的质量为0.02g+0.02g+0.01g=0.05g。根据每加入5g稀硫酸生成的氢气为0.02g和对应的化学方程式求算稀硫酸中溶质的质量分数。
(1)根据前两次加入的硫酸可知,每加入5g稀硫酸生成的氢气为0.02g,而第三次却为0.g,说明金属已经完全反应。所以制得的氢气的质量为0.02g+0.02g+0.01g=0.05g;故答案为:0.05;
(2)根据每加入5g稀硫酸生成的氢气为0.02g计算。详见答案。
(3)根据上述分析,前两次每加入5g稀硫酸生成的氢气为0.02g,而第三次却为0.01g,说明硫酸有剩余,故最后溶液的溶质为H2SO4和ZnSO4,故答案为:H2SO4和ZnSO4。
根据化学方程式计算时,第一要正确书写化学方程式,第二数据使用要正确,第三计算过程要完整。
24.
(1)O2、H2O;增大与氧气、水分的接触面积,加快反应速率;
(2)由第5次实验可知,30g稀盐酸与铁反应生成的气体质量为0.2g,而第六次30g稀盐酸只生成了0.6g-0.5g=0.1g氢气,说明铁粉完全反应。
设该样品中单质铁的质量为x
答:样品中单质铁的质量为54.2%。
(1)铁粉生锈吸收氧气和水,用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是铁粉可以增大与水、氧气接触面积,加快反应速率,故填:O2、H2O;增大铁粉与水、氧气接触面积,加快反应速率;
(2)见答案。
25.
(1)金属越活泼,反应放出热量越多
(2)解:设产生氢气的质量为x
由以上关系式可以看出,相同质量的硫酸与金属反应,镁消耗最少,其次是铁,消耗最多的是锌,因此烧杯底部有金属粉末剩余的是①、③。
(4)由(1)结论可知,铁比镁、锌都不活泼,放出的热量最少,故