2023浙教版科学八升九暑期“快人一步”培优讲义(十):金属的化学性质(2)【word,含答案】

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2023浙教版科学八升九暑期“快人一步”培优讲义(十):金属的化学性质(2)【word,含答案】

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一、金属的活动性顺序
(一)金属与某些盐溶液的反应
把经除油、除锈处理的洁净的铁丝、铜丝分别放入几种盐溶液中,实验记录如下表:
实验操作 实验现象 化学方程式
铁丝浸入硫酸铜溶液中 铁丝表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色 Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu
铜丝浸入硫酸亚铁溶液中 无现象
铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝表面覆盖一层银白色物质,溶液由无色变成蓝色 Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag
结论:铁、铜、银的金属活动性顺序为铁>铜>银,即活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
(二)金属活动性顺序
经过许多实验,入们总结出一些常见金属的金属活动性顺序如下:
(1)在金属的活动性顺序中,金属位置越靠前,活动性就越强。
(2)排在氢前面的金属可以把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来,而排在氢后面的金属不能把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来。这里的酸通常指盐酸和稀硫酸而不是浓硫酸(或硝酸),因为金属与浓硫酸(或硝酸)等反应不产生氢气。
(3)一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
(4)K、Ca、Na三种金属的活动性太强,在与盐溶液反应时,会先与溶液中的水发生反应,生成对应的碱和氢气,碱再与盐发生复分解反应。
(三)金属活动性顺序的应用湿法炼铜
湿法炼铜技术是我国古代劳动入民发明的,我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。其原理是先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜,再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来,反应的化学方程式为Fe+CuSO4 = Cu+FeSO4
二、防止金属腐蚀的常用方法
金属材料,特别是钢铁,日久之后表面往往会失去光泽,产生锈蚀现象,以致强度降低,不能继续使用。据统计,每年由于锈蚀而直接损失的钢铁材料约占钢铁年产量的四分之一。所以,研究金属的锈蚀原因,找到科学的防止金属锈蚀的方法显得尤为重要。
(一)金属锈蚀的条件
金属的锈蚀既与周围环境里水、空气等物质的作用有关,也与金属内部的结构有关。
(二)实验探究铁锈蚀的条件
(1)实验在3支试管中进行: A试管中是水和空气,B试管中是刚煮沸过的蒸馏水,C试管中是装有干燥剂(生石灰)的干燥空气,在3支试管中各放一枚铁钉,并用塞子塞紧试管口,实验装置图如图所示。
(2)一段时间后A中铁钉锈蚀严重,B、C中铁钉基本不锈蚀,说明铁生锈条件是与水和空气(氧气)同时接触。
(3)因为纯铁和铁钉的内部结构不同,纯铁并未生锈。
(三)防止金属生锈的方法
根据金属锈蚀的条件,入们采取了一系列措施以防止金属生锈,如:
(1)保持金属制品(特别是钢铁)表面的洁净和干燥。
(2)在金属制品(特别是钢铁)表面覆盖保护膜。例如,在金属表面覆盖保护层(涂油、刷漆,覆盖搪瓷、塑料等)、镀耐磨和耐锈蚀的金属(镀铬等),在钢铁表面高温制成一层致密氧化膜等。
(3)改变金属的内部组织结构(制成合金)。如加入铬、镍制成不锈钢等。
例1、向AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一些铁粉,完全反应后过滤。下列情况中,可能存在的是(  )
A.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Ag+、Fe2+
B.滤纸上有Ag,滤液中有Ag+、Cu2+、Fe2+
C.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Fe2+、Cu2+
D.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Ag+、Cu2+
例2、某同学设计了如图所示的装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入的是少量煮沸的蒸馏水,b管中是干燥的空气。塞紧木塞,并调节L端与R端的液面高度一致,一段时间后观察。下列推断错误的是(  )
A.a管中的铁钉会锈蚀
B.L端的液面低于R端
C.该实验可以证明铁的锈蚀需要空气和水
D.若将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验,常温下a中铜钉会生锈,b中铜钉很难生锈
例3、将质量均为15克的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稀硫酸中,反应完成后,生成氢气的质量关系不可能的是(  )
A.B.C.D.
例4、某溶液中含有和,向其中逐渐加入一定质量的铁粉,并绘制加入铁的质量与溶液中溶质种类的关系图。下列说法正确的是(  )
A.a、b两点,溶液的质量相等
B.当溶质种类为1种时,金属单质种类可能为1种
C.当溶质种类为2种时,金属单质种类可能为2种
D.当溶质种类为3种时,金属单质的种类也为3种
例5、小华想测定Cu—Zn合金和Cu—Ag合金中铜的质量分数,实验室只提供了一瓶稀盐酸和相关的仪器。
(1)根据现有的条件,你认为只能测出________合金中铜的质量分数。
(2)若想测出该盐酸的质量分数,你认为实验时必须提供和测出的数据是____(选填序号)。 A.参加反应的合金质量
B.参加反应的稀盐酸的质量
C.产生气体的质量.
(3)为了测定该合金的组成,小华称取10克该合金粉末,在粉末中加入足量稀盐酸反应,生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系曲线如图,求出该合金中铜的质量分数。(列式计算)
1.如图所示为人们总结出来的常见金属的活动性顺序,下列有关说法错误的是( )
A.常温下,铝制品比铁制品更容易腐蚀
B.排在氢前面的金属可以把酸里的氢置换出来
C.排在前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来
D.铜器时代早于铁器时代,这与两种金属的活动性有一定关系
2.某科学兴趣小组为验证Ag、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,设计了如图所示的实验方案。其中可以达到实验目的组合是(  )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
3.将质量相等的Mg、Al、Zn三种金属分别放入质量和质量分数均相等的三份稀硫酸中,反应结束后,生成氢气的质量关系不可能的是( )
A.B.C.D.
4.已知某合金粉末可能含有铝、铁、铜这几种金属,某兴趣小组在老师的指导下,对合金粉末中铝、铁、铜的存在情况进行了探究。
查阅资料:铝与氢氧化钠溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑(产物NaAlO2溶于水);Fe、Cu不与氢氧化钠溶液反应。
猜想:
猜想1:该合金粉末中含有铝、铁。
猜想2:该合金粉末中含有铁、铜。
猜想3:该合金粉末中含有铝、铁、铜。
实验探究:下列实验仅供选择的试剂:稀盐酸、NaOH溶液。
实验方案 实验现象 结论
⒈取一定量的合金粉末,加过量的___________,充分反应后过滤,滤渣备用 粉末部分溶解,并有气体放出 合金中一定含有___________
⒉取步骤1所得滤渣,加入过量的___________,充分反应 滤渣部分溶解,并有气体放出,溶液呈___________色 合金一定还含有___________
【探究结论】:猜想3成立。
反思:一般来说,活泼金属能与盐酸等酸反应,而铝与酸、碱都能反应,说明铝具有特殊的性质。写出铝与稀盐酸反应的化学方程式___________
5.黄铜(铜和锌的合金)具有较强的耐磨性能,在明代嘉靖年间便被用于铸钱,现代常用于制造阀门、水管、空调散热器等。现有黄铜样品 A,为测得各成分的含量,小科将其放入烧杯中,取 80 克稀硫酸分四次等质量加入,每次均充分反应,实验过程数据记录如下表:
实验次数 1 2 3 4
加入稀硫酸质量/克 20 20 20 20
剩余固体质量/克 20.0 17.4 14.8 13.5
请分析计算:
(1)样品 A 的质量是________克。
(2)第 4 次实验结束后溶液的 pH________7(填“>”、“=”或“<”)。
(3)稀硫酸的溶质质量分数是多少?
(4)实验完成后,烧杯中溶液的质量是多少?
1.向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加人铁粉,反应过程中,测得混合溶液的质量与加入铁粉质量的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.a点时,向溶液中滴加稀盐酸,有白色沉淀产生
B.c点时,向过滤后得到的固体中滴加稀盐酸,有气泡产生
C.d点时,溶液中的溶质为Fe(NO3)2和Cu(NO3)2
D.e点时,过滤后得到的固体中只含有2种物质
2.将砂纸打磨过的铝丝插入硫酸铜溶液中,经研究发现该反应的微观示意图如图所示(图中微粒未完全画出),则下列说法中不正确的是(  )
A.酸铜溶液中含有的微粒是Cu2+、
B.反应过程实际是金属铝与铜离子的反应,硫酸根离子反应前后没有改变
C.反应的微观实质是:2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu
D.硫酸溶液呈蓝色,硫酸铝溶液为无色,说明蓝色与Cu2+有关
3.某同学为探究镁、锌、铜、银的活动性顺序,设计实验流程如图所示,依据流程设计,下列对物质①②的选择合理的是(  )
A.①稀盐酸、②硫酸镁
B.①稀硫酸、②硝酸银
C.①氯化钠、②碳酸钠
D.①氢氧化钠、②硝酸银
4.小明同学在一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入铁粉,充分反应后,他对反应过程进行了分析,得到了以下四个图像(横坐标表示加入铁的质量),其中正确的是( )
A.B.C.D.
5.小科在老师指导下探究铁与水蒸气的反应。
(1)按图装好药品、连好装置(夹持仪器已略去),A装置的作用是______。
(2)实验观察发现吹泡器吹出的气泡快速向上飞起,用燃着的木条靠近气泡,能产生爆鸣,该气体为______(填化学式)。
(3)小科思考后认为剩余的固体是“铁的一种氧化物”,玻璃管内的黑色固体中还可能含有“过量的铁”。
【查阅资料】铁有三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4),其中FeO接触到空气会立即由黑色变为红棕色。
【实验探究】
实验步骤 实验现象 实验结论
倒出玻璃管中黑色固体,平铺于白纸上 黑色固体不变色 黑色固体中一定没有______和Fe2O3。
取上述黑色固体少许,装入试管,加入足量硫酸铜溶液 黑色固体部分溶解,且有红色固体出现 黑色固体中一定含有______。
6.某金属混合物的主要成分是锌、铁和铜,课外兴趣小组将500克稀硫酸溶液不断加到50克金属混合物中得到如下数据:
次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
加入稀硫酸溶液的质量/克 100 100 100 100 100
剩余固体的质量/克 37 24.9 a 3 3
(1)表格中“a”的值为________;
(2)其所用稀硫酸溶液的溶质质量分数为多少?
(3)第2次反应结束后,溶液中含有的溶质有________。
答案及解析
例1、B
【解析】
A.滤纸上有银、铜,说明溶液中的硝酸银已全部反应,溶液中不含Ag+,故A不可能存在。
B.滤纸上有银,说明向混合溶液中加入铁粉,铁粉只和硝酸银发生了反应,而硝酸银可能完全反应也可能仍有剩余,铁粉量不足,没有和硝酸铜反应,滤液中含有Ag+、Cu2+、Fe2+,故B可能存在。
CD.滤纸上有银、铜、铁,说明加入的铁粉过量,则溶液中的硝酸银、硝酸铜全部反应,溶液中阳离子只含Fe2+,故CD不可能存在。
例2、BD
【解析】
A、a管中的铁钉既能够接触水分,也能够接触空气中的氧气,会锈蚀,而b管中是干燥的空气,铁在干燥的空气中很难生锈,即b管中的铁钉很难锈蚀,选项正确;
B、铁在空气中生锈,主要是铁跟水和氧气等物质反应,a管中有水反应速度应快些,气压相对低了,红墨水的水平就升高了,即L端的液面高于R端,选项错误;
C、该实验说明铁的锈蚀与空气和水有关, 实验结果是L端红墨水上升了,说明a管中铁生锈快,证明铁的生锈与空气和水有关,选项正确;
D、铜的锈蚀与空气中的水、氧气和二氧化碳有关,将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验,则常温下a中铜钉会生锈,b中铜钉不能接触水分很难生锈,选项正确;
例3、A
【解析】
Mg、Fe、Zn三种金属分别和稀硫酸反应的化学方程式及其质量关系:
A、当铁、锌和稀硫酸反应生成的氢气质量相等时,说明铁剩余,稀硫酸被完全反应掉,则镁肯定也剩余,所以镁和铁反应的稀硫酸一样多,则生成氢气也会一样多,该选项对应关系没有可能。
B、如果稀硫酸过量,则生成氢气质量决定于金属质量,由以上质量关系可知,相等质量的金属完全反应时,镁反应生成氢气质量最大,锌反应生成氢气质量最小,该选项对应关系有可能。
C、当铁恰好和硫酸反应时,镁过量,锌不足,镁、铁和稀硫酸反应生成的氢气质量相等,锌和稀硫酸反应生成的氢气质量小于镁、铁和稀硫酸反应生成的氢气质量,该选项对应关系有可能。
D、如果金属都过量,则生成氢气质量决定于稀硫酸,由于是质量和溶质质量分数均相同的三份稀硫酸,因此生成氢气质量相等,该选项对应关系有可能。
例4、C
【解析】
A、当参加反应的铁的质量为a、b时,溶液中溶质的种类为三种,表明硝酸银没有全部被置换出来,硝酸铜没有参加反应,加入的铁质量不等,置换出的银的质量也不相等,所以最后溶液的质量也不相等,故A错误;
B、当溶质种类为1种时,表明溶液中的硝酸银和硝酸铜全部参加反应,金属单质至少两种,不可能为1种,故B错误;
C、当溶质种类为两种时,硝酸银全部被置换为银,硝酸铜可能有部分被置换为铜,金属单质的种类可能是2种,故C正确;
D、当参加反应的铁的质量为a时,溶液中溶质的种类为三种,表明铁的量少,没有将硝酸铜和硝酸银全部置换出来,金属单质是一种,不可能是三种,故D错误。
例5、(1)Cu-Zn
(2)B,C
(3)根据图片可知,生成氢气的质量为0.2g,
设参加反应的锌的质量为x,
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;
65 2
x 0.2g

解得:x=6.5g;
那么铜的质量分数为:。
【解析】(1)在金属活动性顺序表中,只有排在氢前面的金属才能与酸反应生成氢气;
(2)利用生成氢气的质量,结合锌和稀盐酸反应的方程式可以计算出参加反应的稀盐酸的溶质HCl的质量,最后根据计算出稀盐酸的质量分数。
(3)根据图像确定生成氢气的质量,利用反应的方程式计算出参加反应的锌的质量,用合金的质量减去锌的质量就是铜的质量,并计算出它的质量分数。
【解答】(1)在三种金属中,只有金属锌能够与酸反应生成氢气,铜和银都不能与酸反应,因此只能测出Cu-Zn合金的铜的质量分数;
(2)若想测出该盐酸的质量分数,我认为实验时必须提供和测出的数据是:参加反应的稀盐酸的质量 和产生气体的质量.故选BC。
(3)根据图片可知,生成氢气的质量为0.2g,
设参加反应的锌的质量为x,
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;
65 2
x 0.2g
; 解得:x=6.5g;
那么铜的质量分数为:。
1.A
【解析】
A、铝制品表面易形成一层致密的氧化物薄膜,阻止了铝的进一步锈蚀,而铁表面已形成疏松的氧化物薄膜,随着时间的进行,还会进一步锈蚀,故说法错误;
B、在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属能把酸中的氢元素置换出来,故说法正确;
C、在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来,故说法正确;
D、人类大规模冶炼和使用金属的顺序与金属的活动性有关,越活泼的金属越难以冶炼,人类冶炼并广泛使用金属的先后顺序为铜、铁、铝,故说法正确。
2.A
【解析】
A.①中铁能与硫酸铜溶液反应,说明铁的金属活动性比铜强,即Fe>Cu;②中铜能与硝酸银溶液反应,说明铜的金属活动性比银强,即Cu>Ag;该组合能得出Ag、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为Fe>Cu>Ag,故选项正确。
B.①中铁能与硫酸铜溶液反应,说明铁的金属活动性比铜强,即Fe>Cu;③中铁能与稀盐酸反应,说明铁的金属活动性比氢强,即Fe>H;该组合无法得出银、铜两种金属的活动性顺序,故选项错误。
C.②中铜能与硝酸银溶液反应,说明铜的金属活动性比银强,即Cu>Ag;③中铁能与稀盐酸反应,说明铁的金属活动性比氢强,即Fe>H;该组合无法得出铁、铜两种金属的活动性顺序,故选项错误。
D.②中铜能与硝酸银溶液反应,说明铜的金属活动性比银强,即Cu>Ag;④中银不能与稀盐酸反应,说明银的金属活动性比氢弱,即H>银;该组合无法得出铁、铜两种金属的活动性顺序,故选项错误。
3.C
【解析】
A、如果金属都过量,则生成氢气质量决定于稀硫酸,由于是质量和溶质质量分数均相同的三份稀硫酸,因此生成氢气质量相等,选项正确;
B、如果稀硫酸过量,则生成氢气质量决定于金属质量,镁、铝、锌和稀硫酸反应的化学方程式及其质量关系依次为:
由以上质量关系可知,相等质量的金属完全反应时,铝反应生成氢气质量最大,其次是镁,锌反应生成氢气质量最小,该选项对应关系有可能,选项正确;
C、如果镁、锌反应生成氢气质量相等,则稀硫酸不足,对于铝来说,稀硫酸也是不足,因此生成氢气质量应该相等,该选项对应关系没有可能,选项错误;
D、当铝恰好和硫酸反应时,镁过量,锌不足,镁、铝和稀硫酸反应生成的氢气质量相等,锌和稀硫酸反应生成的氢气质量小于镁、铝和稀硫酸反应生成的氢气质量,选项正确;
4. NaOH溶液 Al 稀HCl##稀盐酸 浅绿 Fe、Cu 2Al+6HCl=3H2+2AlCl3
【详解】实验探究:
1.取一定量的合金粉末,加过量的氢氧化钠溶液,充分反应后过滤,粉末部分溶解,并有气体放出,是因为铝和氢氧化钠反应生成了氢气;
2.取步骤1所得滤渣,加过量的稀盐酸,充分反应,滤渣部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色,是因为铜不能和盐酸反应,铁能和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。实验过程如下所示:
实验方案 实现现象 结论
⒈取一定量的合金粉末,加过量的氢氧化钠溶液,充分反应后过滤,滤渣备用。 粉末部分溶解,并有气体放出。 合金中一定含有铝。
⒉取步骤1所得滤渣,加过量的稀盐酸,充分反应。 滤渣部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色。 合金中一定含有铁、铜。
探究结论:
铝和稀盐酸反应,生成氯化铝和氢气,反应的方程式为:2Al+6HCl=3H2+2AlCl3。
5.(1)22.6
(2)<
(3)解:第一次消耗的Zn的质量为20 g—17.4 g=2.6g
设用去的硫酸的质量为x。
Zn ~ H2SO4
65 98
2.6g x
解得:x=3.92g
H2SO4%= =19.6%
(4)样品中Zn的总质量为22.6g-13.5g=9.1g
设生成的氢气的质量为y。
Zn ~ H2
65 2
9.1g y
解得:y=0.28g
烧杯中溶液的质量=22.6 g+80g-13.5g-0.28g=88.82g
【解析】(1)比较第1、2次实验可知,在锌完全反应之前,每加入20g稀盐酸,固体质量减少:20g-17.4g=2.6g,那么在第一次加入20g稀盐酸后样品A的质量也减少了2.6g,则样品A的质量为:20g+2.6g=22.6g。
(2)根据(1)中分析可知,每加入20g稀盐酸,固体质量减小2.6g,而第四次加入20g稀盐酸后固体质量减少了:14.8g-13.5g=1.3g。因为1.3g小于2.6g,那么说明加入的稀盐酸没有完全反应,而其中的锌完全反应,此时稀盐酸有剩余,溶液pH<7.
(3)根据前面的分析可知,20g稀盐酸恰好和2.6g锌完全反应,写出锌和稀硫酸反应的方程式,利用它们质量之间的比例关系计算出参加反应的H2SO4溶质的质量,最后根据计算即可。
(4)样品中锌的质量等于样品A的质量与剩余固体质量的差,根据锌和稀硫酸反应的方程式,计算出生成氢气的质量,最后根据样品A+稀硫酸-剩余固体-氢气的质量计算出烧杯所得溶液的质量。
1.A
【解析】
A、a点时,铁与部分硝酸银反应,溶液中溶质为硝酸银、硝酸亚铁、硝酸铜,加入盐酸,会有白色沉淀生成,故选项说法正确;
B、c点时,铁粉与部分硝酸铜反应,则滤渣成分为银、铜,加入盐酸不会有气泡产生,故选项说法错误;
C、d点时,铁与硝酸银和硝酸铜恰好完全反应,溶液中溶质只有硝酸亚铁,故选项说法错误;
D、e点时,铁过量,固体成分为铁、银、铜三种,故选项说法错误。
2.A
【解析】
A、硫酸铜溶液中含有的微粒是铜离子、硫酸根离子和水分子,该选项说法不正确。
B、由微粒的变化可知,反应过程的实质是金属铝把硫酸铜溶液中的铜置换出来,硫酸根离子反应前后没有改变,该选项说法正确。
C、由微粒的变化可知,反应过程的实质是金属铝把硫酸铜溶液中的铜置换出来,再利用离子守恒配平即可,故选项说法正确。
D、硫酸铜溶液呈蓝色,硫酸铝溶液为无色,说明蓝色与Cu2+有关,该选项说法正确。
3.B
【解析】
A.镁、锌能与稀盐酸反应,镁反应的剧烈,说明了镁的活动性大于锌,铜、银不能与稀盐酸反应,说明了铜、银的活动性小于镁、锌;再将铜、银加入硫酸镁中,都不反应,说明了镁的活动性大于铜、银;不能比较铜、银的活动性顺序,故选项错误。
B.镁、锌能与稀硫酸反应,镁反应的剧烈,说明了镁的活动性大于锌,铜、银不能与硫酸反应,说明了铜、银的活动性小于镁、锌;再将铜加入硝酸银中,能银将置换出来,说明了铜的活动性大于银;能比较镁、锌、铜、银的活动性顺序,故选项正确。
C.镁、锌、铜、银均不能与氯化钠、碳酸钠溶液反应;不能比较四种金属的活动性顺序,故选项错误。
D.镁、锌、铜、银均不能与氢氧化钠溶液反应;镁、锌、铜均能与硝酸银溶液反应,不能比较镁、锌、铜三种金属的活动性顺序,故选项错误。
4.C
【解析】
A、铁、铜、银三种金属的活动性由强到弱的顺序是铁、铜、银,在一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入铁粉,加入的铁粉先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,所以开始加入铁粉时硝酸铜不参加反应,生成铜的质量为零,选项错误;
B、加入的铁粉先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,所以开始加入铁粉时硝酸铜不参加反应,其质量保持不变,但铁与硝酸银反应后溶液质量减少,所以开始阶段,硝酸铜的质量分数逐渐增大,选项错误;
C、由化学方程式Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag可知,参加反应的硝酸银与生成的硝酸亚铁的质量比=340:180,所以反应后溶液的质量减少,由化学方程式Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu可知,参加反应的硝酸铜与生成的硝酸亚铁的质量比=188:180,所以反应后溶液的质量逐渐减少,直至硝酸银和硝酸铜完全反应,选项正确;
D、在一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入铁粉,当硝酸银和硝酸铜完全反应后,溶液中只有硝酸亚铁一种溶质,选项错误;
5.提供水蒸气 H2 FeO Fe和Fe3O4
【详解】(1)A装置中水受热产生水蒸气,作用是提供水蒸气。
(2)加热一段时间后,灰色铁粉逐渐变黑,吹泡器连续吹出气泡,且气泡向上飞起;用燃着的木条靠近气泡,能产生爆鸣,说明气泡中的气体是氢气,化学式为H2。
(3)[实验探究]
倒出玻璃管中黑色固体,平铺于白纸上,黑色固体不变色,说明黑色固体中一定没有氧化亚铁和氧化铁;取上述黑色固体少许,装入试管,加入足量硫酸铜溶液,黑色固体部分溶解,并且产生红色固体,说明黑色固体中含有铁和四氧化三铁。
6.(1)13.7
(2)继续加入100g硫酸,所以在13.7的基础上继续减少11.2g剩余2.5g,结果是剩余3g,说明硫酸过量,铁完全反应。
100g硫酸对应锌的减少量为13g,
设100g硫酸中溶质的质量为x.
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98
13g x
; 解得:x=19.6g;
则硫酸中溶质的质量分数为。
(3)FeSO4、ZnSO4
【解析】(1)在锌、铁和铜三种金属,锌和铁都能和硫酸反应,只有铜不和硫酸反应,所以不断加入硫酸最后剩余的是铜,也就是铜的质量为3g.由于锌铁的活动性是锌比铁活泼,根据金属反应的优先原则,锌先和硫酸反应,等到锌完全后铁才能和硫酸反应,据此分析计算a的值;
(2)根据第1组数据可知,加入100g稀硫酸,固体质量减少13g,即有13g锌完全反应,根据锌和稀硫酸反应的方程式计算出参加反应的硫酸溶质的质量,最后根据计算它的溶质质量分数。
(3)根据前面的分析,确定第2次时参加反应的物质,从而确定溶质种类。
【解答】(1)在锌、铁和铜三种金属,锌和铁都能和硫酸反应,只有铜不和硫酸反应,所以不断加入硫酸最后剩余的是铜,也就是铜的质量为3g.由于锌铁的活动性是锌比铁活泼,根据金属反应的优先原则,锌先和硫酸反应,等到锌完全后铁才能和硫酸反应。
消耗等质量的硫酸,需要锌和铁的质量为65:56,也就是当加入等质量的酸,如果是同种金属,则引起的固体质量变化相等,而现在加入第一次硫酸,引起的质量变化为:50g-37g=13g,而第二次是:37g-24.9g=12.1g,说明第一次加入酸,只有锌参加了反应,第二次是锌和铁参加的反应。
此时如果100g硫酸消耗的铁的质量为 , 而当加入第三次硫酸的时候只有铁和硫酸反应,所以可知固体在24.9g的基础上减少了11.2g,所以a=24.9g-11.2g=13.7g。
(2)综上所述,继续加入100g硫酸,所以在13.7的基础上继续减少11.2g剩余2.5g,结果是剩余3g,说明硫酸过量,铁完全反应。
100g硫酸对应锌的减少量为13g,
设100g硫酸中溶质的质量为x.
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98
13g x
; 解得:x=19.6g;
则硫酸中溶质的质量分数为。
(3)第2次反应结束后,锌已经完全反应,而铁没有完全反应,那么溶质为硫酸锌和硫酸亚铁,即 FeSO4、ZnSO4 。
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金属的化学性质(2)

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