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专题01 常见的化学物质 易错题型
题型 内容
题型一 变质问题
题型二 氢气制取图像
题型三 金属活动性顺序的应用
题型一 变质问题
氢氧化钠暴露在空气中会吸收空气中的二氧化碳而变质，2NaOH + CO2=Na2CO3+ H2O，所以，氢氧化钠暴露在空气中一段时间后，剩余物的可能组成有：
（1）全部是NaOH（一点都没变质）；
（2）全部是Na2CO3（全部变质）；
（3）是NaOH和Na2CO3的混合物（部分变质）。
第一种可能性的检验方法：检验剩余物中没有Na2CO3。具体做法是：取少量固体，往其中滴加稀盐酸，如果没有气泡产生，说明没有碳酸钠，（因为有碳酸钠会发生如下反应：2HCl + Na2CO3=2NaCl+ H2O+CO2↑会产生气泡）
第二种可能性的检验方法：检验剩余物中有Na2CO3而没有NaOH。具体做法是：取少量固体，往其中滴加稀盐酸，有气泡冒出，说明含有Na2CO3；另取少量固体，加水充分溶解，在所得溶液中加入过量的氯化钙（除去碳酸钠，因为碳酸钠呈碱性。反应的化学方程是：Na2CO3 +CaCl2= CaCO3↓+2NaCl），充分反应后过滤，在滤液中滴加酚酞溶液，不变色说明没有氢氧化钠。
第三种可能性的检验方法：上一种检验方法中酚酞变红，说明是氢氧化钠和碳酸钠的混合物。
1.（2024秋 杭州期中）小科对实验室一瓶敞口放置的氢氧化钠固体进行探究：
（1）探究一：氢氧化钠固体是否变质
小科取少量氢氧化钠固体样品于试管中，加适量水溶液，滴加稀盐酸，产生大量气泡。根据以上实验现象可判断该样品 变质（选填“有”或“没有”）。
（2）探究二：氢氧化钠固体变质程度
经过交流讨论，小科设计了如下的实验方案：
实验操作 现象 结论
步骤1：取该溶液2mL于试管中，滴入过量氯化钡溶液 溶液变浑浊 部分变质
步骤2：静置，然后取上层清液放入试管中，滴入硫酸铁溶液 ▲
（3）探究三：测定碳酸钠的质量分数
小科称取5g样品，按照如图所示装置测定样品中碳酸钠的质量分数实验，实验通过测量生成二氧化碳的体积计算出碳酸钠的质量分数。
①下列关于该实验装置的说法正确的是 。
A.若没有加入植物油，测定结果会偏小
B.广口瓶中的植物油和水必须装满，否则结果偏小
C.导气管a和b必须在二氧化碳将锥形瓶中的空气排净后才能连接
②已知CO2常温常压下的密度是1.97g/L，小科按照正确的实验步骤和操作测得进入量筒中水的体积为223mL，则该样品中碳酸钠的质量分数为 （计算结果精确到0.1%）
2.已知NaOH容易与空气中的CO2作用而变质。小明同学在实验室发现一瓶敞口放置的NaOH固体后，对这瓶NaOH固体变质情况进行了如下流程实验：（氯化钙溶液显中性）
回答下列问题：
（1）操作④的名称 。
（2）根据上述实验操作②现象，可以确定该固体 变质（选填“已”或“未”）。
（3）若测得溶液E的pH＞7，则固体样品A的成分为 。（填化学式）（4）若要除去NaOH溶液中混有的少量Na2CO3，则应加入适量的 。
3.某科学兴趣小组在实验室发现一瓶装NaOH固体的瓶子胀破了，瓶口许多白色的固体露置在空气中。经过讨论，他们认为这瓶NaOH固体已经变质。于是他们对该固体中Na2CO3的含量进行了探究。
【提出问题】该固体中Na2CO3的质量分数是多少？
【实验原理】碳酸钠与稀硫酸反应会生成CO2，通过CO2质量算出Na2CO3质量，从而得到该固体中Na2CO3的含量。
【实验过程】
步骤Ⅰ：如图所示连接好装置（固定装置省略）。检查装置气密性，装入2.0g样品和足量15%的稀硫酸，并连接仪器。
步骤Ⅱ：倾斜Y形管，使样品充分反应，测得生成气体的体积并结合该气体的密度计算得质量为0.44g。
【分析与讨论】
（1）装置检查气密性时，把Y形管伸入热水中，若观察到量气管中液面发生变化，说明装置 。
（2）①使样品与硫酸充分反应的正确操作是 （填字母）。
A.硫酸溶液转移到样品中；
B.样品转移到硫酸溶液中。
②判断样品完全反应的现象是 。
（3）根据实验结果分析：固体中Na2CO3的质量分数为 。
【实验反思】
（4）下列说法正确的是 （填字母，多选）。
A.水槽中冷水的作用是防止反应放热导致实验结果不准确；
B.可以根据已有数据判断这瓶NaOH固体部分变质；
C.应向下移动水准管，使水准管中液面和量气管中液面一样高再读数。
4.凄验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某底趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题1】该样品中含有哪些物质？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na2CO3。
猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na2CO3。
【查阅资料】①碱性的Na2CO3溶液可以与中性的CaCl2溶液发生复分解反应.
②二氧化碳在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解，在27℃、101kPa时的密度为1.8g L﹣1。
【实验探究1】（1）为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。
实验操作 实验现象 实验结论
（a）取少量样品溶于水，加入 。 有白色沉淀产生 该样品中含有碳酸钠
（b）静置，向 。 证明猜想Ⅱ成立
【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？
【实验探究2】小红同学设计了如图1所示的装置（铁架台略去），在27℃、101kPa下按下列步骤进行实验：
①按图连接好装置。
②用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入X溶液至瓶颈处。
③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到X溶液220mL。
（2）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是 。
（3）B中集气瓶盛装的X溶液应为 溶液。
（4）试管中原有的空气对实验结果 （选填“有”或“没有”）明显影响。
（5）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为 （精确至1%）。
题型二 氢气制取图像
①相同条件下，金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应，产生H2的速度由快到慢的是 。
②过量的金属Mg、Al、Zn、Fe与等质量等浓度的稀盐酸反应制取的H2的质量比为 。
拓展：产生1gH2所需要的四种金属的质量分别是 。
画出图像1：(X-时间，Y-H2的质量)
③等质量的金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应制取的H2，
产生H2的量由多到少的是 。
画出图像1:(X-时间，Y-H2的质量)
图像2：(X-HCl的质量，Y- H2的质量)
拓展：如何判断金属产生H2量的多少？ 越小，等质量时产生的H2的量越多。
④等质量金属与Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应后，溶液质量增加量由大到小的是 。
⑤生成相同化合价的金属(假设X、Y均为+2价)，产生H2的量越小，相对分子量 越大 。
1.将等量的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份硫酸中，反应完成后生成氢气的质量关系可能的是（　　）
A． B． C． D．
2.（2024秋 苍南县期中）向两份装有等质量的镁粉和铁粉的烧杯中逐渐加入等浓度的稀硫酸直至过量，下列图像中正确的是（　　）
A． B． D．
3.（2022秋 宁海县期末）现有金属样品2.7g，金属成分可能是Al、Zn、Fe中的一种或几种。向其中逐渐加入溶质质量分数为9.8%的稀硫酸，产生的氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示，则下列结论正确的是（　　）
A．x的数为0.4
B．金属的成分有2种情况
C．金属样品中一定含有铝
D．M点对应的溶液中溶质最多含有3种溶质
4．（2023秋 仙居县校级月考）用相同质量的镁和铁分别与稀盐酸反应，横坐标表示加入盐酸的体积，则生成氢气的质量符合实际的是（　　）
A． B． C． D．
5．（2023秋 诸暨市校级月考）向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应。反应的有关图像错误的是（　　）
A． B． C． D．
题型三 金属活动性顺序的应用
（1）判断某些置换反应能否发生
a.判断金属与酸能否反应条件：①金属必须排在氢前面 ②酸一般指盐酸或稀硫酸
b.判断金属与盐溶液能否反应:
条件：①单质必须排在盐中金属的前面 ②盐必须可溶于水 ③金属不包含K、Ca、Na
（2）根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分。如向CuSO4，AgNO3混合液中加铁粉，反应后过滤，判断滤液和滤渣成分。铁与CuSO4和AgNO3溶液反应有先后顺序，如果铁足量，先将AgNO3中的Ag完全置换后再置换CuSO4中的Cu，那么溶液中只有FeSO4；如果铁的量不足，应按照“先后原则”分别讨论滤液和滤渣的成分。
（3）根据金属活动性顺序表判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属的活动性顺序。如镁、锌、铁三种金属与同浓度的稀H2SO4反应产生氢气的速率:Mg>Zn>Fe，则可判断金属活动性Mg>Zn>Fe,
（4）利用金属活动性顺序表研究金属冶炼的历史。金属活动性越弱，从其矿物中还原出金属单质越容易； 金属活动性越强，从其矿物中还原出金属单质越难。所以越活泼的金属越不易冶炼，难于冶炼的金属开发利用的时间就越迟。
（5）应用举例
a.湿法炼铜我国劳动人民在宋代就掌握了湿法炼铜技术，即将铁放入硫酸铜溶液中置换出铜: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
b.从洗相废液中回收银洗相废掖中含有大量的硝酸银，可用铁置换回收: Fe+2AgNO3==Fe(NO3)2+2Ag。
c.处理工业废水中的铜、汞离子工业废水中常含铜、汞等金属离子，这些离子对生物有很大的危害，在排放前必须进行处理，可用铁置换回收:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
d.实验室选择金属与酸反应制取氢气在金属活动性顺序表中，H之前的金属都能跟稀 H2SO4、稀HCl反应产生氢气，但Zn之前的金属与酸反应太快。不便操作；Zn之后的金属与酸反应太慢，花费时间太长，从经济效益和反应速率多方而考虑，Zn是最合适的金属。
1.向硫酸铜溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣，关于滤液中溶质和滤渣的成分说法正确的是（　　）
A．滤液中只有ZnSO4，滤渣中一定有Cu
B．滤液中只有ZnSO4，滤渣中一定有Zn、Cu
C．滤液中有ZnSO4、CuSO4，滤渣中一定有Cu
D.滤液中有ZnSO4、CuSO4，滤渣中一定有Zn、Cu
2．图像法是学习科学的重要方法，下列图像能正确反映对应变化关系是（　　）
A．图甲是用足量的铁单质置换硫酸铜溶液，剩余固体质量与反应时间的关系
B．图乙是等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间关系
C．图丙是向硫酸和硫酸铜混合溶液中加入氢氧化钠溶液，沉淀质量与加入量关系
D．图丁是在一定量的AgNO3和Zn（NO3）2混合液中加入铁粉，溶质种类与加入量的关系
3．小浔同学通过实验探究某种金属R的活动性强弱，并根据实验现象编制检索表如图，根据检索表可知，金属R的活动性强弱排序正确的是（　　）
几种常见金属活动性检索表 1a 能与盐酸反应产生气体......Zn 1b 不能与盐酸发生反应产生气体..2 2a 能与硝酸银反应............3 2b 不能与硝酸银反应...........Ag 3a 能与硝酸铜反应...........R 3b 不能与硝酸铜反应...........Cu
A．Zn＞R＞Cu＞Ag B．Zn＞Cu＞R＞Ag
C．R＞Zn＞Cu＞Ag D．Zn＞Cu＞Ag＞R
4．小宁分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu（NO3）2和AgNO3混合溶液中，充分反应后过滤，以下是在不同情况下对滤渣或滤液成分的说法，错误的是（　　）
A．若滤液中只含一种溶质，滤渣一定含有Ag、Cu，可能含有Zn
B．当滤液含两种溶质时，滤渣一定含有Ag，可能含有Cu，一定不含Zn
C．若滤渣中有红色固体，滤液一定含有Zn（NO3）2，一定不含Cu（NO3）2
D．若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成，滤渣一定只含有Ag
5．往AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生．根据上述现象，你能得出的结论是（　　）
A．滤渣中一定有Fe B．滤渣中一定有Cu
C．滤液中一定有Fe2+ D．滤液中一定有Ag+、Cu2+
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专题01 常见的化学物质
易错题型
题型 内容
题型一 变质问题
题型二 氢气制取图像
题型三 金属活动性顺序的应用
题型一 变质问题
氢氧化钠暴露在空气中会吸收空气中的二氧化碳而变质，2NaOH + CO2=Na2CO3+ H2O，所以，氢氧化钠暴露在空气中一段时间后，剩余物的可能组成有：
（1）全部是NaOH（一点都没变质）；
（2）全部是Na2CO3（全部变质）；
（3）是NaOH和Na2CO3的混合物（部分变质）。
第一种可能性的检验方法：检验剩余物中没有Na2CO3。具体做法是：取少量固体，往其中滴加稀盐酸，如果没有气泡产生，说明没有碳酸钠，（因为有碳酸钠会发生如下反应：2HCl + Na2CO3=2NaCl+ H2O+CO2↑会产生气泡）
第二种可能性的检验方法：检验剩余物中有Na2CO3而没有NaOH。具体做法是：取少量固体，往其中滴加稀盐酸，有气泡冒出，说明含有Na2CO3；另取少量固体，加水充分溶解，在所得溶液中加入过量的氯化钙（除去碳酸钠，因为碳酸钠呈碱性。反应的化学方程是：Na2CO3 +CaCl2= CaCO3↓+2NaCl），充分反应后过滤，在滤液中滴加酚酞溶液，不变色说明没有氢氧化钠。
第三种可能性的检验方法：上一种检验方法中酚酞变红，说明是氢氧化钠和碳酸钠的混合物。
1.（2024秋 杭州期中）小科对实验室一瓶敞口放置的氢氧化钠固体进行探究：
（1）探究一：氢氧化钠固体是否变质
小科取少量氢氧化钠固体样品于试管中，加适量水溶液，滴加稀盐酸，产生大量气泡。根据以上实验现象可判断该样品 变质（选填“有”或“没有”）。
（2）探究二：氢氧化钠固体变质程度
经过交流讨论，小科设计了如下的实验方案：
实验操作 现象 结论
步骤1：取该溶液2mL于试管中，滴入过量氯化钡溶液 溶液变浑浊 部分变质
步骤2：静置，然后取上层清液放入试管中，滴入硫酸铁溶液 ▲
（3）探究三：测定碳酸钠的质量分数
小科称取5g样品，按照如图所示装置测定样品中碳酸钠的质量分数实验，实验通过测量生成二氧化碳的体积计算出碳酸钠的质量分数。
①下列关于该实验装置的说法正确的是 。
A.若没有加入植物油，测定结果会偏小
B.广口瓶中的植物油和水必须装满，否则结果偏小
C.导气管a和b必须在二氧化碳将锥形瓶中的空气排净后才能连接
②已知CO2常温常压下的密度是1.97g/L，小科按照正确的实验步骤和操作测得进入量筒中水的体积为223mL，则该样品中碳酸钠的质量分数为 （计算结果精确到0.1%）
【解答】解：（1）小科取少量氢氧化钠固体样品于试管中，加适量水溶液，滴加稀盐酸，产生大量气泡，是因为稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳。根据以上实验现象可判断该样品已经变质。
故答案为：有。
（3）①A.若没有加入植物油，二氧化碳部分溶于水，导致测定结果会偏小，该选项正确。
B.广口瓶中的植物油和水不一定需要装满，是否装满不影响实验结果，该选项不正确。
C.导气管a和b不需要在二氧化碳将锥形瓶中的空气排净后才能连接，该选项不正确。
故答案为：A。
②按照正确的实验步骤和操作测得进入量筒中水的体积为223mL，说明生成二氧化碳体积是223mL，生成二氧化碳质量是1.97g/L×0.223L≈0.44g。
设该样品中碳酸钠的质量分数为x。
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
5gx 0.44g
x＝21.2%
故答案为：21.2%。
2.（2024秋 诸暨市校级月考）已知NaOH容易与空气中的CO2作用而变质。小明同学在实验室发现一瓶敞口放置的NaOH固体后，对这瓶NaOH固体变质情况进行了如下流程实验：（氯化钙溶液显中性）
回答下列问题：
（1）操作④的名称 。
（2）根据上述实验操作②现象，可以确定该固体 变质（选填“已”或“未”）。
（3）若测得溶液E的pH＞7，则固体样品A的成分为 。（填化学式）
（4）若要除去NaOH溶液中混有的少量Na2CO3，则应加入适量的 。
【解答】解：（1）操作④是将难溶性固体和液体分离，则操作④的名称是过滤；
（2）②中滴加稀盐酸产生气体，是碳酸钠和稀盐酸反应产生的二氧化碳，则可以判断有碳酸钠存在，故氢氧化钠固体已变质；
（3）溶液B中加入过量的氯化钙溶液可以出去碳酸钠，若测得溶液E的pH＞7，溶液显碱性，说明还有氢氧化钠，则固体样品A的成分为NaOH、Na2CO3；
（4）若要除去NaOH溶液中混有的少量Na2CO3，碳酸根离子会与钙离子或钡离子结合生成碳酸钙或碳酸钡沉淀，所以应加入适量的氢氧化钙溶液或氢氧化钡溶液。
故答案为：（1）过滤；
（2）已；
（3）NaOH、Na2CO3；
氢氧化钙溶液或氢氧化钡溶液。
3.（2024秋 萧山区月考）某科学兴趣小组在实验室发现一瓶装NaOH固体的瓶子胀破了，瓶口许多白色的固体露置在空气中。经过讨论，他们认为这瓶NaOH固体已经变质。于是他们对该固体中Na2CO3的含量进行了探究。
【提出问题】该固体中Na2CO3的质量分数是多少？
【实验原理】碳酸钠与稀硫酸反应会生成CO2，通过CO2质量算出Na2CO3质量，从而得到该固体中Na2CO3的含量。
【实验过程】
步骤Ⅰ：如图所示连接好装置（固定装置省略）。检查装置气密性，装入2.0g样品和足量15%的稀硫酸，并连接仪器。
步骤Ⅱ：倾斜Y形管，使样品充分反应，测得生成气体的体积并结合该气体的密度计算得质量为0.44g。
【分析与讨论】
（1）装置检查气密性时，把Y形管伸入热水中，若观察到量气管中液面发生变化，说明装置 。
（2）①使样品与硫酸充分反应的正确操作是 （填字母）。
A.硫酸溶液转移到样品中；
B.样品转移到硫酸溶液中。
②判断样品完全反应的现象是 。
（3）根据实验结果分析：固体中Na2CO3的质量分数为 。
【实验反思】
（4）下列说法正确的是 （填字母，多选）。
A.水槽中冷水的作用是防止反应放热导致实验结果不准确；
B.可以根据已有数据判断这瓶NaOH固体部分变质；
C.应向下移动水准管，使水准管中液面和量气管中液面一样高再读数。
【解答】解：（1）如图装置检查气密性的方法是：连接装置，把Y型管伸入热水中，如果量气管中液面发生变化，说明装置不漏气；
（2）①使样品与硫酸充分反应的正确操作是硫酸溶液转移到样品中，故选：A；
②判断样品完全反应的现象是固体全部溶解，不再有气泡产生；
（3）设样品中碳酸钠的质量分数为x。
Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
2g×x 0.44g
x＝53%
（4）A、水槽中冷水的作用是防止反应放热导致实验结果不准确，故正确；
B、2g的样品生成二氧化碳0.44g，所以这瓶NaOH固体部分变质，故正确；
C、应向下移动水准管，使水准管中液面和量气管中液面一样高再读数，故正确。
故选：ABC。
4.（2024秋 西湖区校级月考）凄验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某底趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题1】该样品中含有哪些物质？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na2CO3。
猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na2CO3。
【查阅资料】①碱性的Na2CO3溶液可以与中性的CaCl2溶液发生复分解反应.
②二氧化碳在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解，在27℃、101kPa时的密度为1.8g L﹣1。
【实验探究1】（1）为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。
实验操作 实验现象 实验结论
（a）取少量样品溶于水，加入 。 有白色沉淀产生 该样品中含有碳酸钠
（b）静置，向 。 证明猜想Ⅱ成立
【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？
【实验探究2】小红同学设计了如图1所示的装置（铁架台略去），在27℃、101kPa下按下列步骤进行实验：
①按图连接好装置。
②用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入X溶液至瓶颈处。
③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到X溶液220mL。
（2）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是 。
（3）B中集气瓶盛装的X溶液应为 溶液。
（4）试管中原有的空气对实验结果 （选填“有”或“没有”）明显影响。
（5）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为 （精确至1%）。
【解答】解：（1）（a）Na2CO3溶液与CaCl2溶液反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠，实验结论是该样品中含有碳酸钠，实验现象是有白色沉淀产生，则取少量样品溶于水，加入过量的氯化钙溶液，除去碳酸钠；
（b）实验结论是证明猜想Ⅱ成立，即该样品中含有NaOH和Na2CO3，氢氧化钠溶液能使酚酞试液变红，则静置，向上层清液中加入酚酞试液，溶液变成红色，说明样品中还含有氢氧化钠，则证明猜想Ⅱ成立；
（2）有气体参与或生成的实验，连接好装置后，需要检查装置气密性，则在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是检查装置气密性；
（3）本题的实验目的是通过测二氧化碳的体积来计算药品中碳酸钠的含量，则必须保证二氧化碳的准确性，由于二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液，则B中集气瓶盛装的X溶液应为饱和碳酸氢钠溶液；
（4）空气中含有的二氧化碳量很少，不会对实验结果产生大的影响，则试管中原有的空气对实验结果没有明显影响；
（5）220mL＝0.22L，生成二氧化碳的质量为0.22L×1.8g L﹣1＝0.396g；
设样品中碳酸钠的质量为x，
Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+CO2↑+H2O
106 44
x 0.396g
x＝0.954g
变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为100%≈48%。
题型二 氢气制取图像
①相同条件下，金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应，产生H2的速度由快到慢的是 Mg＞Al＞Zn＞Fe 。
②过量的金属Mg、Al、Zn、Fe与等质量等浓度的稀盐酸反应制取的H2的质量比为 1：1：1：1 。
拓展：产生1gH2所需要的四种金属的质量分别是 Mg：12g；Al:9g；Zn：32.5g；Fe：28g 。
画出图像1：(X-时间，Y-H2的质量)
③等质量的金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应制取的H2，
产生H2的量由多到少的是 Al＞Mg＞Fe＞Zn 。
画出图像1:(X-时间，Y-H2的质量)
图像2：(X-HCl的质量，Y- H2的质量)
拓展：如何判断金属产生H2量的多少？ 金属的相对原子质量/化合价 越小，等质量时产生的H2的量越多。
④等质量金属与Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应后，溶液质量增加量由大到小的是 Zn＜Fe＜Mg＜Al 。
⑤生成相同化合价的金属(假设X、Y均为+2价)，产生H2的量越小，相对分子量 越大 。
1.（2024 西湖区模拟）将等量的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份硫酸中，反应完成后生成氢气的质量关系可能的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、如果稀硫酸足量，镁反应生成氢气最多，锌反应生成氢气最少，该选项正确。
B、当铁、锌反应生成的氢气质量相等时，应该是稀硫酸过量，则镁反应生成的氢气和锌、铁一样多，该选项不正确。
C、当三种金属都过量时，稀硫酸完全反应，生成氢气质量相等，该选项正确。
D、锌完全反应，铁和镁有剩余的时候，该选项正确。
故选：ACD。
2.（2024秋 苍南县期中）向两份装有等质量的镁粉和铁粉的烧杯中逐渐加入等浓度的稀硫酸直至过量，下列图像中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：开始阶段，等质量的硫酸与足量的镁、铁反应时，酸完全反应，生成的氢气质量相等；镁的相对原子质量小于铁的相对原子质量，最后生成的氢气质量镁大于铁，故选：B。
3.（2022秋 宁海县期末）现有金属样品2.7g，金属成分可能是Al、Zn、Fe中的一种或几种。向其中逐渐加入溶质质量分数为9.8%的稀硫酸，产生的氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示，则下列结论正确的是（　　）
A．x的数为0.4
B．金属的成分有2种情况
C．金属样品中一定含有铝
D．M点对应的溶液中溶质最多含有3种溶质
【解答】解：A、反应生成的氢气中的氢元素完全来自于硫酸，生成氢气质量：100g×9.8%100%＝0.2g，x的值为0.2，该选项不正确。
B、2.7g的Al、Zn、Fe完全与硫酸反应生成氢气质量分别是大于0.2g、小于0.2g、小于0.2g，金属的成分有3种情况，即：铝和锌，铝和铁，铝、锌和铁，该选项不正确。
C、由上述计算分析可知，金属样品中一定含有铝，该选项正确。
D、M点对应的溶液中可能含有四种溶质，即硫酸锌、硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸，该选项不正确。
故选：C。
4.（2023秋 仙居县校级月考）用相同质量的镁和铁分别与稀盐酸反应，横坐标表示加入盐酸的体积，则生成氢气的质量符合实际的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：等质量的金属镁和铁中分别滴入溶质质量分数相等的稀盐酸至过量，开始时金属过量，稀盐酸完全反应，生成氢气的质量相同；当向等质量的镁和铁中加入溶质质量分数相同的稀盐酸至过量，则镁和铁全部参加反应，
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑
24 2
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56 2
通过反应的化学方程式以及金属与酸反应生成氢气的质量关系可以看出，镁生成的氢气大于铁。
故选：D。
5.（2023秋 诸暨市校级月考）向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应。反应的有关图像错误的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，若消耗盐酸相同，则生成氢气质量相同，根据方程式的质量关系可知消耗相同质量的盐酸，同时消耗金属的质量关系为Fe＞Mg＞Al，故溶液质量增加关系为Fe＞Mg＞Al，故A正确；
B、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，故最终生成的氢气应该相等，生成等质量的氢气，消耗的金属的质量为Fe＞Mg＞Al，故B正确；
C、金属活动性为Mg＞Al＞Fe，则镁的反应速率最快，至完全反应所需时间短，铝的次之，最后是铁；向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应，最后生成的氢气的质量相等，故C正确；
D、金属活动性为Mg＞Al＞Fe，所以相同时间消耗金属的质量关系为：Mg＞Al＞Fe，根据方程式的质量关系可知消耗相同质量的盐酸，同时消耗金属的质量关系为Fe＞Mg＞Al，故D错误。
故选：D。
题型三 金属活动性顺序的应用
（1）判断某些置换反应能否发生
a.判断金属与酸能否反应条件：①金属必须排在氢前面 ②酸一般指盐酸或稀硫酸
b.判断金属与盐溶液能否反应:
条件：①单质必须排在盐中金属的前面 ②盐必须可溶于水 ③金属不包含K、Ca、Na
（2）根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分。如向CuSO4，AgNO3混合液中加铁粉，反应后过滤，判断滤液和滤渣成分。铁与CuSO4和AgNO3溶液反应有先后顺序，如果铁足量，先将AgNO3中的Ag完全置换后再置换CuSO4中的Cu，那么溶液中只有FeSO4；如果铁的量不足，应按照“先后原则”分别讨论滤液和滤渣的成分。
（3）根据金属活动性顺序表判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属的活动性顺序。如镁、锌、铁三种金属与同浓度的稀H2SO4反应产生氢气的速率:Mg>Zn>Fe，则可判断金属活动性Mg>Zn>Fe,
（4）利用金属活动性顺序表研究金属冶炼的历史。金属活动性越弱，从其矿物中还原出金属单质越容易； 金属活动性越强，从其矿物中还原出金属单质越难。所以越活泼的金属越不易冶炼，难于冶炼的金属开发利用的时间就越迟。
（5）应用举例
a.湿法炼铜我国劳动人民在宋代就掌握了湿法炼铜技术，即将铁放入硫酸铜溶液中置换出铜: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
b.从洗相废液中回收银洗相废掖中含有大量的硝酸银，可用铁置换回收: Fe+2AgNO3==Fe(NO3)2+2Ag。
c.处理工业废水中的铜、汞离子工业废水中常含铜、汞等金属离子，这些离子对生物有很大的危害，在排放前必须进行处理，可用铁置换回收:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
d.实验室选择金属与酸反应制取氢气在金属活动性顺序表中，H之前的金属都能跟稀 H2SO4、稀HCl反应产生氢气，但Zn之前的金属与酸反应太快。不便操作；Zn之后的金属与酸反应太慢，花费时间太长，从经济效益和反应速率多方而考虑，Zn是最合适的金属。
1.（2024秋 鹿城区校级月考）向硫酸铜溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣，关于滤液中溶质和滤渣的成分说法正确的是（　　）
A．滤液中只有ZnSO4，滤渣中一定有Cu
B．滤液中只有ZnSO4，滤渣中一定有Zn、Cu
C．滤液中有ZnSO4、CuSO4，滤渣中一定有Cu
D．滤液中有ZnSO4、CuSO4，滤渣中一定有Zn、Cu
【解答】解：由于锌的金属活动性大于铜，把一定质量的锌粉加到CuSO4溶液中，锌和CuSO4反应生成了铜和ZnSO4，由充分反应后过滤，得无色滤液和滤渣，说明CuSO4全部参与反应，即沉淀中可能有锌，一定有铜，滤液中只有有生成的ZnSO4。
故选：A。
2.（2024秋 上城区期中）图像法是学习科学的重要方法，下列图像能正确反映对应变化关系是（　　）
A．图甲是用足量的铁单质置换硫酸铜溶液，剩余固体质量与反应时间的关系
B．图乙是等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间关系
C．图丙是向硫酸和硫酸铜混合溶液中加入氢氧化钠溶液，沉淀质量与加入量关系
D．图丁是在一定量的AgNO3和Zn（NO3）2混合液中加入铁粉，溶质种类与加入量的关系
【解答】解：A、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应后有铜，固体的质量不为0，故错误；
B、锌比铁活泼，因此锌与硫酸反应速率快；锌和铁都是二价金属，锌的相对原子质量比铁大，因此等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应最终锌生成的氢气少，故正确；
C、向一定量的硫酸和硫酸铜的混合溶液中滴入氢氧化钠溶液，氢氧化钠先和硫酸反应生成硫酸钠和水，后和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，因此开始一段时间不产生沉淀，故错误；
D、向一定量AgNO3、Zn（NO3）2的混合溶液中加入铁粉时，铁不能和硝酸锌反应，铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，加入铁前，溶质是硝酸银和硝酸锌，当硝酸银恰好完全反应时，溶液中的溶质是硝酸锌和硝酸亚铁两种，反应过程中溶液中的溶质由3种变成2种，故错误；
故选：B。
3.（2024秋 柯桥区月考）小浔同学通过实验探究某种金属R的活动性强弱，并根据实验现象编制检索表如图，根据检索表可知，金属R的活动性强弱排序正确的是（　　）
几种常见金属活动性检索表 1a 能与盐酸反应产生气体......Zn 1b 不能与盐酸发生反应产生气体..2 2a 能与硝酸银反应............3 2b 不能与硝酸银反应...........Ag 3a 能与硝酸铜反应...........R 3b 不能与硝酸铜反应...........Cu
A．Zn＞R＞Cu＞Ag B．Zn＞Cu＞R＞Ag
C．R＞Zn＞Cu＞Ag D．Zn＞Cu＞Ag＞R
【解答】解：锌能与稀盐酸反应，说明锌的位置排在氢的前面，锌＞氢。2中金属是不与稀盐酸反应的金属，说明它们的位置排在氢的后面。2a中的金属能与硝酸银反应，说明位置排在银的前面；3中金属能与硝酸银溶液反应，说明3中金属的位置排在银的前面；3a中的金属R能与硝酸铜反应，说明位置排在铜的前面，即R＞Cu。故金属R的活动性强弱排序正确的是Zn＞R＞Cu＞Ag。
故选：A。
4.（2024 镇海区模拟）小宁分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu（NO3）2和AgNO3混合溶液中，充分反应后过滤，以下是在不同情况下对滤渣或滤液成分的说法，错误的是（　　）
A．若滤液中只含一种溶质，滤渣一定含有Ag、Cu，可能含有Zn
B．当滤液含两种溶质时，滤渣一定含有Ag，可能含有Cu，一定不含Zn
C．若滤渣中有红色固体，滤液一定含有Zn（NO3）2，一定不含Cu（NO3）2
D．若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成，滤渣一定只含有Ag
【解答】解：分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu（NO3）2和AgNO3混合溶液中，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，后和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。
A、若滤液中只含一种溶质，滤渣一定含有Ag、Cu，可能含有Zn，例如锌过量时，该选项正确。
B、当滤液含两种溶质时，滤渣一定含有Ag，可能含有Cu，例如硝酸银完全反应，硝酸铜部分反应时，一定不含Zn，该选项正确。
C、若滤渣中有红色固体，滤液一定含有Zn（NO3）2，可能含Cu（NO3）2，例如硝酸铜部分反应时，该选项不正确。
D、若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成，是因为盐酸和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银和硝酸，即硝酸银部分反应，滤渣一定只含有Ag，该选项正确。
故选：C。
5.（2024秋 瑞安市校级月考）往AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生．根据上述现象，你能得出的结论是（　　）
A．滤渣中一定有Fe
B．滤渣中一定有Cu
C．滤液中一定有Fe2+
D．滤液中一定有Ag+、Cu2+
【解答】解：由题意可知，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生。说明加入的铁全部发生了反应，则一定有银被置换出来；由于铁粉为一定量，所以无法判断铁粉是否与AgNO3完全反应，也就无法进一步判断是否和混合溶液中的往Cu（NO3）2发生了反应；因此，只能得到滤液中一定含有Fe（NO3）2、滤渣中一定含有Ag的结论。由以上分析可知：
A、滤渣中一定没有Fe粉。故A说法错误；
B、不能确定滤渣中是否含有Cu．故B说法错误；
C、滤液中一定有Fe2+，故C说法正确；
D、不能确定滤液中是否含有Ag+、Cu2+．故D说法错误。
故选：C。
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