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【考点精讲】浙教版科学九年级上册考点梳理与巩固
重难点03 金属的置换反应与氧化还原实验
知识点一、金属与酸反应的图像
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1g H2所需要的四种金属的质量分别是Mg：12g；Al:9g；Zn：32.5g；Fe：28g 。
图像：（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 。
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。
知识点二、金属与盐反应的先后问题
当活动性较强的金属与多种活动性较弱的金属的盐溶液发生置换反应时,金属按照活动性由弱到强的顺序从它的盐溶液中被置换出来;
当几种活动性较强的金属与一种活动性较弱的金属的盐溶液发生置换反应时，金属按照活动性由强到弱的顺序与盐溶液发生置换反应。
知识点三、金属与酸、盐反应的质量变化问题
在置换反应中，溶液质量的变化等于反应物与生成物中单质的（相对）质量之差。活泼金属与酸反应，溶液质量增大。
知识点四、金属氧化还原实验
实验操作：在一支试管中加入少量的氧化铜，观察颜色，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中变化，反应结束后继续通入氢气直至试管冷却。
实验现象：加热前氧化铜为黑色粉末状固体，加热反应一段时间后可观察到黑色的固体逐渐变成红色。
实验结论：氢气也可以使氧化铜变成铜。
【注意】点燃酒精灯前需要通入一段时间的氢气，是为了排尽装置内的空气，反应结束后仍然需要通入一段时间的氢气，目的是为了避免铜又重新被氧化为氧化铜。
C＋2CuO2Cu＋CO2↑
C＋CO22CO
CO＋CuO△Cu＋CO2
H2＋CuO△Cu＋H2O
知识点五、混合气体成分探究
混合气体通常考察H2、H2O、CO、CO2等探究含有的成分，先检验是否存在H2O、CO2再检验H2、CO：
1、检验是否存在H2O、CO2时，应先通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明混合气体中有水蒸气，再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊。检验后去除H2O、CO2，应先通过通过氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳，再通过浓硫酸，吸收水蒸气。
2、检验是否存在H2、CO时，应先通过灼热的氧化铁，变黑色，将生成物通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明有水蒸气，从而说明有氢气。再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊，从而说明有一氧化碳。一氧化碳是有毒的气体，排放到空气中会污染空气，利用一氧化碳的可燃性采用点燃的方法处理一氧化碳或在导管后扎气球收集一氧化碳，可以防止污染空气
题型一、金属的氧化还原实验（综合）
1．如图为实验室模拟炼铁的实验装置图。
（1）实验开始应先打开弹簧夹 。（填①或②）
（2）实验中A处发生的实验现象是 。
（3）检验A中生成的固体粉末的方法是： 。
（4）若通入足量的CO后，在B中得到3g白色沉淀，则氧化铁的质量为： g。
【答案】 ② 红色固体变成黑色 用磁铁吸引的方法检验有铁生成 1.6g
【详解】（1）一氧化碳具有可燃性，与空气相遇受热可能会发生爆炸；所以实验开始时应该先打开弹簧夹②通入一氧化碳，排净装置内的空气，以免加热时发生爆炸，故选：②；（2）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，硬质玻璃管内的现象是红色固体变成黑色；
（3）A中生成的固体粉末是铁，能被磁铁吸引，因此可用磁铁吸引的方法检验有铁生成；（4）设参加反应的氧化铁的质量为x,由化学方程式，根据质量守恒定律，可推出存在下列关系式：，，解得：x=1.6g。
2．两千多年前，我们的祖先经过长期实践，摸索出一套炼铜工艺。
（1）其中碳还原氧化铜的原理可以用实验装置如图甲、乙表示。
[提出问题]碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成气体是否也有多种可能？
[作出猜想]猜想①：CO；猜想②：CO2；猜想③：CO和CO2。
[设计方案]实验装置如图乙。打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，再通一段时间氮气。
方案一：从定性观察角度判断：猜想①成立的实验现象是 。
方案二：从定量计算角度判断。
取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据。
反应前的质量 反应后的质量
A（玻璃管+固体） m1 m2
B+C（广口瓶+混合液） m3 m4
（2）若猜想②成立，则理论上（m4﹣m3 ） （填“＜”“＝”或“＞”）（ m1﹣m2）。
（3）若猜想③成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳的质量m的取值范围是 。
【答案】 B中无明显实验现象，D处气体能被点燃 ＝ 解：设如生成的气体只有一氧化碳，参加反应的碳的质量为x
=
x=0.6g
设如生成的气体只有二氧化碳，参加反应的碳的质量为y
=
y=0.3g
即0.3g＜m＜0.6g，故填0.3g＜m＜0.6g。
【详解】（1）二氧化碳能够与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，能够使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳具有可燃性，能够燃烧，如猜想①成立，即生成的气体只有一氧化碳，则猜想①成立的实验现象是B中无明显实验现象，D处气体能被点燃，故填B中无明显实验现象，D处气体能被点燃。
（2）若猜想②成立，即生成的气体只有二氧化碳，m1﹣m2是氧化铜与碳反应生成的气体二氧化碳的质量，m4﹣m3是装置吸收二氧化碳的质量，则理论上（m4﹣m3 ）=（ m1﹣m2），故填=。
（3）见答案
3．在科学实验操作技能大赛中，小华同学用所学的科学知识迅速搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置（铁矿石的主要成分为）
(1)为确保制得较纯净的CO，还需在C、D间加装盛放 （选填“碱石灰”或“氢氧化钠溶液”）的装置；
(2)装置调整好以后，按照规范步骤进行实验，当观察到D装置出现：铁矿石颜色发生变化或 时，证明铁矿石一定有部分被还原了，请写出D装置中发生的化学反应方程式 。
(3)实验结束时，在拆卸装置前得进行以下操作：先熄灭C、D中的酒精喷灯，待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。目的是 。
【答案】(1)碱石灰
(2) 玻璃管上方的黑色固体被磁铁吸引
(3)防止灼热的铁重新被氧气氧化
【详解】（1）碱石灰既可以吸收水分，也可以吸收二氧化碳，氢氧化钠溶液只能吸收二氧化碳，若用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，净化后的气体中会带有水蒸气，为确保制得较纯净的CO，还需在C、D间加装盛放碱石灰的装置；
（2）氧化铁是红棕色固体，生成的铁粉是黑色固体，氧化铁不能被磁铁吸引，铁粉可以被磁铁吸引，按照规范步骤进行实验，当观察到D装置出现：铁矿石颜色发生变化或玻璃管上方的黑色固体被磁铁吸引时，说明铁矿石一定有部分被还原了；
A中石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，C中二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳，D中一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为
（3）还原出的铁在高温下，易被氧气氧化，因此实验结束后，先熄灭C、D中的酒精喷灯，待装置冷却后再停止滴加稀盐酸，目的是防止灼热的铁重新被氧气氧化。
4．某氧化铜粉末中混有少量氧化亚铜，某一课外活动小组利用下图所示装置测定其中的含量，实验用盐酸与锌反应制得的气体作为反应原料。（碱石灰是和固体的混合物，）
请根据图示内容回答下列问题：
（1）装置B的作用是
（2）实验操作时，应 。（选填字母）
A．先加热，再通气体 B．先通气体，再加热
（3）已知反应前混合物的总质量为，完全反应后U型管内物质的质量增加了（损失忽略不计），则原混合物中的质量为 。
（4）若缺少装置A，对测定的含量相比于真实值 。（选填“偏大”、“无影响”或“偏小”）
【答案】 吸收水分，干燥气体 B 7.2g 偏小
【详解】（1）浓硫酸具有吸水性，可以吸收气体中的水分，则装置B的作用是吸收水分，干燥气体；
（2）实验操作时，应先通气体，再加热，因为先通氢气可以排尽装置内的空气，防止氢气和空气混合加热时发生爆炸；
（3）完全反应后U型管内物质的质量增加了2.7g，则氢气还原氧化铜和氧化亚铜生成的水为2.7g，已知反应前混合物的总质量为15.2g，完全反应后U型管内物质的质量增加了2.7g（损失忽略不计），设原混合物中Cu2O的质量为x，则CuO的质量为15.2g-x，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素质量不变，氧化铜和氧化亚铜中氧元素质量等于水中氧元素质量，其质量=，，则x=7.2g，即原混合物中Cu2O的质量为7.2g；
（4）盐酸具有挥发性，与锌反应制得的气体中混合有氯化氢气体，若缺少装置A，氢气中混有的氯化氢会被U型管中的碱石灰吸收，导致U型管内物质的质量增加，从而测定的Cu2O含量偏小。
5．小乐用如图所示装置（气密性良好）和试剂模拟“高炉炼铁”，其中陶瓷加热棒通电后加热温度可达700℃。其实验步骤如下所示：
①打开止水夹a和旋塞b，通过左侧导管持续向长柄U形玻璃管内通入氮气，排尽其内的空气后关闭止水夹a和旋塞b；
②接通电源，用陶瓷加热棒给炭粉和氧化铁的混合物加热；
③反应结束后关闭电源，待装置冷却后检验产物。
（1）步骤①中，若要检验长柄U形玻璃管内的空气是否排尽，可将燃着的木条 。
（2）步骤②中，涉及还原氧化铁反应的化学方程式如下：
，
则生成一氧化碳反应的化学方程式为 。
（3）步骤③中，若要检验是否有二氧化碳生成，可打开旋塞b，往长柄U形玻璃管口滴入 ，再关闭旋塞，观察现象。
【答案】 放在长柄U形玻璃管口，观察燃着的木条是否熄灭 澄清石灰水
【详解】（1）通过左侧导管持续向长柄U形玻璃管内通入氮气，排尽其内的空气，如果排尽可知，导出的气体是氮气，氮气不燃烧也不支持燃烧，所以要检验长柄U形玻璃管内的空气是否排尽，可将燃着的木条放在长柄U形玻璃管口，观察燃着的木条是否熄灭，如熄灭，气体为氮气，说明空气已经排尽，故填放在长柄U形玻璃管口，观察燃着的木条是否熄灭。
（2）生成一氧化碳的反应是二氧化碳与碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，故反应的化学方程式写为：CO2+C2CO。
（3）二氧化碳能够与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，澄清石灰水变浑浊，所以要检验是否有二氧化碳生成，可打开旋塞b，往长柄U形玻璃管口滴入澄清石灰水，再关闭旋塞，观察现象，故填澄清石灰水。
题型二、金属与酸反应的图像问题
6．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．
【答案】D
【详解】A、，，，因为金属足量则稀盐酸完全反应。如反应73份质量的HCl，溶液质量的增加情况为：镁增加24-2=22份，铝增加份，铁增加56-2=54份，所以溶液增加质量Fe>Mg>Al，图示正确；
B、消耗73份质量的HCl需要镁的质量为24份，铝的质量为份，铁的质量56份，所以消耗相同质量的稀盐酸需要金属的质量Fe>Mg>Al，金属过量，最终稀盐酸全部消耗，则最终消耗稀盐酸质量相同，图示正确；
C、向三个烧杯中分别放入足量的Mg、A1、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，最终生成的氢气质量相等，镁的金属活动性强于铝强于铁，故镁的反应速率大于铝大于铁，图示正确；
D、从B分析可知，最终稀盐酸全部反应，消化金属的质量Fe>Mg>Al。金属活动性Mg>Al>Fe，则相同时间内消耗的金属Mg>Al>Fe，图示错误。
故选D。
7．两个相同烧杯中分别盛放有相同质量分数的等量稀盐酸，现往烧杯中分别加入足量的铁粉和锌粉，下列图像能正确表示两种金属与盐酸反应产生氢气质量变化规律的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】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，两个相同烧杯中分别盛放有相同质量分数的等量稀盐酸，稀盐酸的质量是固定的，横坐标不能表示稀盐酸的质量，故选项A、B均错误；生成等质量的氢气，消耗的锌的质量多，C图像正确。故选C。
8．常温下，相同质量的镁和铁分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，以下图像中纵坐标表示生成氢气的质量，横坐标表示相关的量。其中图像表示正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A、镁的活泼性强于铁，所以等量金属足量酸的情况下，镁放气泡的速度大于铁，即镁的曲线斜率大于铁，故A错误；
B、等量金属足量酸的情况下，产生氢气质量，镁、铁二者质量、反应后的化合价相等，镁的相对原子质量小于铁，所以生成氢气的质量镁大于铁，故B错误；
C、在该反应过程中，生成氢气中的氢原子来自于酸，而反应开始时，消耗相同质量的酸产生的氢气质量相等，图像重合；而后镁的相对原子质量小于铁的相对原子质量，最终镁生成的氢气质量大于铁产生的氢气质量，故C正确；
D、等量金属足量酸的情况下，镁产生的氢气质量大于铁产生的氢气质量，故D错误；
故选C。
9．将等质量的锌分别与等质量等浓度的盐酸和硫酸反应，记录生成氢气质量变化关系如图所示。若继续加入等量的锌，则生成氢气质量关系图不可能出现的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【分析】根据化学方程式、，结合图像可知，生成相同质量的氢气，可能是两种酸都过量或硫酸完全反应、盐酸剩余。
【详解】A、两种酸都过量，若继续加入等量的锌，生成氢气质量增大，但是质量不相等，该选项对应关系不可能出现；
B、两种酸都过量，若继续加入等量的锌，生成氢气质量增大，但是质量不相等，该选项对应关系可能出现；
C、两种酸都过量，若继续加入等量的锌，生成氢气质量增大，但是质量不相等，该选项对应关系可能出现；
D、两种酸都过量，若继续加入等量的锌，生成氢气质量增大，但是质量不相等，该选项对应关系可能出现。
故选A。
题型三、金属与盐反应的先后问题
10．某废液中含有硝酸银和硝酸铜，为回收利用和减少污染，往废液中加入一定量的铁粉，充分反应后，过滤得到滤渣和滤液，向滤渣中加入少量稀盐酸，产生气泡，则下列判断正确的是（　　）
A．滤渣中一定含有银，可能含有铜
B．滤渣中一定含有银和铜，可能含有铁
C．滤液中一定含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜
D．滤液中一定含有硝酸亚铁，可能含有硝酸银和硝酸铜
【答案】C
【分析】由题意可知，在金属活动性顺序中，铁排在铜和银的前边，可以和硝酸银及硝酸铜溶液反应，生成银和铜以及硝酸亚铁。向滤渣中加入少量的稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣中一定有铁、一定有银、铜。滤液中一定有硝酸亚铁，一定不含有硝酸银、硝酸铜，由以上分析可知：
【详解】A、滤渣中一定含有银、铜、铁，故A错误；
B、滤渣中一定含有银，铜、铁，故B错误；
C、滤液中一定有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜，故C正确；
D、 滤液中一定有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜，故D错误，故选：C。
11．将一定质量的Fe粉加Mg（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液中，充分反应后过滤，得滤渣和滤液。下列说法正确的是（ ）
A．滤渣质量与加入的Fe粉质量可能相等
B．滤液中一定有Mg（NO3）2、Fe（NO3）2，可能有Cu（NO3）2
C．若加入的Fe粉过量，则得到的滤液呈无色
D．若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡生成，则滤渣中一定有Cu、Fe、Mg
【答案】B
【分析】在金属活动顺序中，镁的活动性强于铁，铁的活动性强于铜，将一定质量的粉加和，铁会与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，不会与硝酸镁反应。
【详解】A、根据化学方程式可知，每56份质量的铁能置换出64份质量的铜，滤渣质量大于加入的粉质量，故选项说法错误；
B、根据分析可知，滤液中一定有、，可能有，故选项说法正确；
C、根据分析可知，若加入的Fe粉过量，则得到的滤液中溶质是、，含有的溶液呈浅绿色，故选项说法错误；
D、铁、铜两种金属，铁排在氢之前，能置换出酸中氢，铜排在氢之后，不能置换出酸中的氢，若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡生成，则铁过量，滤渣中一定有，由于铁不能与反应，滤渣中一定没有镁，故选项说法错误。
故选B。
12．兴趣小组按如图流程进行实验（每步均充分反应）。反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象。下列说法不正确的是（　　）
A．滤渣中一定有Cu，一定没有Fe和Mg
B．滤液中的溶质一定有FeCl2、MgCl2和CuCl2
C．本实验可判断出铁、铜、镁的活动性顺序
D．两支试管混合后，固体总质量一定增加
【答案】B
【分析】由于金属的活动性强弱是：镁＞铁＞铜，在进行实验时，铁不能与氯化镁反应，能与氯化铜反应生成了氯化亚铁和铜，镁能与氯化铜反应生成氯化镁和铜，反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象，说明了铁、镁没有剩余，滤渣中一定有Cu，一没有Fe和Mg。
【详解】A、由上述分析可知，滤渣中一定有Cu，一定没有Fe和Mg，说法正确，不符合题意；
B、由上述分析可知，滤液中的溶质一定有FeCl2、MgCl2，可能含有CuCl2，说法不正确，符合题意；
C、根据铁不能与氯化镁反应，说明金属活动性镁＞铁；能与氯化铜反应，说明金属活动性铁＞铜；可以判断出铁、铜、镁的活动性顺序，说法正确，不符合题意；
D、根据化学方程式Fe + CuCl2＝ Cu + FeCl2，Mg + CuCl2＝ Cu + MgCl2，Mg+FeCl2＝ Mg+ MgCl2可知，由于每56份质量的铁能置换出64份质量的铜，每24份质量的镁能置换出64份质量的铜，每24份质量的镁能置换出56份质量的铁，所以两支试管混合后，固体总质量一定增加，说法正确，不符合题意。
故选B。
13．兴趣小组为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性，将铜片放入硝酸银溶液中，观察到铜片表面出现银白色物质。一段时间后将甲图试管中的物质过滤，向滤液中加铁片，析出固体的质量随时间变化如图乙所示，下列说法错误的是（　　）
A．该实验可以证明金属的活动性
B．试管中的物质过滤后，滤液中的溶质有两种
C．a点对应的溶质有、
D．bc段析出的固体是铜
【答案】C
【分析】硝酸银与铜反应生成铜和硝酸铜，甲试管中的物质一定含有硝酸铜，可能含有硝酸银；向滤液中加铁片，铁的金属活动性比银、铜强，若含硝酸银，铁先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，若还有铁，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜，由图示可知，一定发生了上述两个反应，0-b段发生是铁与硝酸银的反应，b-c段发生的是铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，
【详解】A、将铜片放入硝酸银溶液中，观察到铜片表面出现银白色物质，说明金属活动性铜＞银；向滤液中加铁片，析出固体的质量，可以看出，铁先与AgNO3反应，铁后与Cu（NO3）2反应，说明金属活动性Fe＞Cu＞Ag，说法正确，不符合题意；
B、由乙图可知，析出固体有两个拐点，说明加入铁后有两个反应发生，试管中的物质过滤后，滤液中的溶质有两种，说法正确，不符合题意；
C、a点对应铁与部分硝酸银反应，溶液中所含的溶质是剩余的硝酸银、硝酸铜和生成的硝酸亚铁，说法错误，符合题意；
D、bc段发生的是铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，析出的固体是铜，说法正确，不符合题意。
故选C。
题型四、金属与酸、盐反应的质量变化问题
14．小陈向装有硫酸铜溶液的烧杯中加入一定量铁粉，测得烧杯中溶液质量随加入铁粉质量的变化关系如图，则以下分析正确的是（　　）
A．点a时的溶液中暂无金属铜生成
B．当加入铁粉质量为m1时，溶液变为无色透明
C．点b时过滤出烧杯中的固体，加入稀盐酸后会产生气泡
D．若纵坐标表示烧杯内物质的总质量，所得图像不变
【答案】C
【分析】向装有硫酸铜溶液的烧杯中加入一定量铁粉，发生反应：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，56份质量的铁反应生成64份质量的铜，反应后固体质量增多，所以溶液质量减少。
【详解】A. 点a时的溶液中有金属铜生成，此选项错误；
B. 当加入铁粉质量为m1时，硫酸铜恰好完全反应生成硫酸亚铁溶液，溶液是浅绿色的，此选项错误；
C. 点b时加入的铁过量，过滤出烧杯中的固体，固体中含有铁和铜，加入稀盐酸后，铁会和稀盐酸反应产生气泡，此选项正确；
D. 若纵坐标表示烧杯内物质的总质量，因为化学反应遵守质量守恒定律，反应后烧杯内物质的总质量不变，所得图像会发生改变，此选项错误。
故选C。
15．一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn，溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示。回答下列问题：
（1）若取a点溶液，向其滴加稀盐酸，则可观察到的现象是 ；
（2）b~c段（包括b、c两点）溶液中一定含有的溶质为 （填化学式）。
【答案】 产生白色沉淀 Zn（NO3）2
【分析】在金属活动性顺序中，Zn＞Cu＞Ag，向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn，与两种溶质依次发生反应：、，所以0～a段是锌和硝酸银反应，b～c段是锌和硝酸铜反应。
【详解】（1）由分析可知，a点时发生的是Zn与AgNO3溶液反应生成硝酸锌溶液和银，硝酸银还没反应完，a点溶液中的溶质有硝酸银、硝酸锌、硝酸铜三种，向其滴加稀盐酸，硝酸银和盐酸反应生成氯化银白色沉淀；
（2）由分析可知，b点是锌和硝酸银恰好完全反应，溶质是硝酸锌、硝酸铜；b～c段，发生的是Zn与Cu（NO3）2溶液反应生成硝酸锌溶液和铜，溶质是硝酸锌、硝酸铜；c点是锌和硝酸铜恰好完全反应，溶质是硝酸锌；所以b～c段（包括b、c两点）溶液中一定含有的溶质为：Zn（NO3）2。
16．人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属活动性规律的认识也是如此。小科运用该规律开展实验，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，溶液质量变化如图所示。
（1）B点时溶液中所含的金属阳离子有 。
（2）C点之后，溶液中存在的金属为 。
（3）图像中AB和BC两段线段倾斜程度不同，请做出解释 。
【答案】 Cu2+、Fe2+ 银、铜、铁 参加反应的铁的质量相等时，置换出银的质量大于置换出铜的质量
【分析】金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，铁先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜。
【详解】（1）金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，铁先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜，B点时铁和硝酸银恰好完全反应，溶液中所含的金属阳离子有Cu2+、Fe2+；
（2）C点铁和硝酸铜恰好完全反应，则C点之后，溶液中存在的金属为银、铜、铁；
（3）由Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag可知，每56份质量的铁可置换出216份质量的银，溶液的质量会减少；由Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu可知，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，溶液的质量会减少，但参加反应的铁的质量相等时，置换出银的质量大于置换出铜的质量，故图像中AB和BC两段线段倾斜程度不同。
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【考点精讲】浙教版科学九年级上册考点梳理与巩固
重难点03 金属的置换反应与氧化还原实验
知识点一、金属与酸反应的图像
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1g H2所需要的四种金属的质量分别是Mg：12g；Al:9g；Zn：32.5g；Fe：28g 。
图像：（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 。
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。
知识点二、金属与盐反应的先后问题
当活动性较强的金属与多种活动性较弱的金属的盐溶液发生置换反应时,金属按照活动性由弱到强的顺序从它的盐溶液中被置换出来;
当几种活动性较强的金属与一种活动性较弱的金属的盐溶液发生置换反应时，金属按照活动性由强到弱的顺序与盐溶液发生置换反应。
知识点三、金属与酸、盐反应的质量变化问题
在置换反应中，溶液质量的变化等于反应物与生成物中单质的（相对）质量之差。活泼金属与酸反应，溶液质量增大。
知识点四、金属氧化还原实验
实验操作：在一支试管中加入少量的氧化铜，观察颜色，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中变化，反应结束后继续通入氢气直至试管冷却。
实验现象：加热前氧化铜为黑色粉末状固体，加热反应一段时间后可观察到黑色的固体逐渐变成红色。
实验结论：氢气也可以使氧化铜变成铜。
【注意】点燃酒精灯前需要通入一段时间的氢气，是为了排尽装置内的空气，反应结束后仍然需要通入一段时间的氢气，目的是为了避免铜又重新被氧化为氧化铜。
C＋2CuO2Cu＋CO2↑
C＋CO22CO
CO＋CuO△Cu＋CO2
H2＋CuO△Cu＋H2O
知识点五、混合气体成分探究
混合气体通常考察H2、H2O、CO、CO2等探究含有的成分，先检验是否存在H2O、CO2再检验H2、CO：
1、检验是否存在H2O、CO2时，应先通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明混合气体中有水蒸气，再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊。检验后去除H2O、CO2，应先通过通过氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳，再通过浓硫酸，吸收水蒸气。
2、检验是否存在H2、CO时，应先通过灼热的氧化铁，变黑色，将生成物通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明有水蒸气，从而说明有氢气。再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊，从而说明有一氧化碳。一氧化碳是有毒的气体，排放到空气中会污染空气，利用一氧化碳的可燃性采用点燃的方法处理一氧化碳或在导管后扎气球收集一氧化碳，可以防止污染空气
题型一、金属的氧化还原实验（综合）
1．如图为实验室模拟炼铁的实验装置图。
（1）实验开始应先打开弹簧夹 。（填①或②）
（2）实验中A处发生的实验现象是 。
（3）检验A中生成的固体粉末的方法是： 。
（4）若通入足量的CO后，在B中得到3g白色沉淀，则氧化铁的质量为： g。
2．两千多年前，我们的祖先经过长期实践，摸索出一套炼铜工艺。
（1）其中碳还原氧化铜的原理可以用实验装置如图甲、乙表示。
[提出问题]碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成气体是否也有多种可能？
[作出猜想]猜想①：CO；猜想②：CO2；猜想③：CO和CO2。
[设计方案]实验装置如图乙。打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，再通一段时间氮气。
方案一：从定性观察角度判断：猜想①成立的实验现象是 。
方案二：从定量计算角度判断。
取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据。
反应前的质量 反应后的质量
A（玻璃管+固体） m1 m2
B+C（广口瓶+混合液） m3 m4
（2）若猜想②成立，则理论上（m4﹣m3 ） （填“＜”“＝”或“＞”）（ m1﹣m2）。
（3）若猜想③成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳的质量m的取值范围是 。
3．在科学实验操作技能大赛中，小华同学用所学的科学知识迅速搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置（铁矿石的主要成分为）
(1)为确保制得较纯净的CO，还需在C、D间加装盛放 （选填“碱石灰”或“氢氧化钠溶液”）的装置；
(2)装置调整好以后，按照规范步骤进行实验，当观察到D装置出现：铁矿石颜色发生变化或 时，证明铁矿石一定有部分被还原了，请写出D装置中发生的化学反应方程式 。
(3)实验结束时，在拆卸装置前得进行以下操作：先熄灭C、D中的酒精喷灯，待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。目的是 。
4．某氧化铜粉末中混有少量氧化亚铜，某一课外活动小组利用下图所示装置测定其中的含量，实验用盐酸与锌反应制得的气体作为反应原料。（碱石灰是和固体的混合物，）
请根据图示内容回答下列问题：
（1）装置B的作用是
（2）实验操作时，应 。（选填字母）
A．先加热，再通气体 B．先通气体，再加热
（3）已知反应前混合物的总质量为，完全反应后U型管内物质的质量增加了（损失忽略不计），则原混合物中的质量为 。
（4）若缺少装置A，对测定的含量相比于真实值 。（选填“偏大”、“无影响”或“偏小”）
5．小乐用如图所示装置（气密性良好）和试剂模拟“高炉炼铁”，其中陶瓷加热棒通电后加热温度可达700℃。其实验步骤如下所示：
①打开止水夹a和旋塞b，通过左侧导管持续向长柄U形玻璃管内通入氮气，排尽其内的空气后关闭止水夹a和旋塞b；
②接通电源，用陶瓷加热棒给炭粉和氧化铁的混合物加热；
③反应结束后关闭电源，待装置冷却后检验产物。
（1）步骤①中，若要检验长柄U形玻璃管内的空气是否排尽，可将燃着的木条 。
（2）步骤②中，涉及还原氧化铁反应的化学方程式如下：
，
则生成一氧化碳反应的化学方程式为 。
（3）步骤③中，若要检验是否有二氧化碳生成，可打开旋塞b，往长柄U形玻璃管口滴入 ，再关闭旋塞，观察现象。
题型二、金属与酸反应的图像问题
6．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．
7．两个相同烧杯中分别盛放有相同质量分数的等量稀盐酸，现往烧杯中分别加入足量的铁粉和锌粉，下列图像能正确表示两种金属与盐酸反应产生氢气质量变化规律的是（　　）
A． B．
C． D．
8．常温下，相同质量的镁和铁分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，以下图像中纵坐标表示生成氢气的质量，横坐标表示相关的量。其中图像表示正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．将等质量的锌分别与等质量等浓度的盐酸和硫酸反应，记录生成氢气质量变化关系如图所示。若继续加入等量的锌，则生成氢气质量关系图不可能出现的是（　　）
A． B．
C． D．
题型三、金属与盐反应的先后问题
10．某废液中含有硝酸银和硝酸铜，为回收利用和减少污染，往废液中加入一定量的铁粉，充分反应后，过滤得到滤渣和滤液，向滤渣中加入少量稀盐酸，产生气泡，则下列判断正确的是（　　）
A．滤渣中一定含有银，可能含有铜
B．滤渣中一定含有银和铜，可能含有铁
C．滤液中一定含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜
D．滤液中一定含有硝酸亚铁，可能含有硝酸银和硝酸铜
11．将一定质量的Fe粉加Mg（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液中，充分反应后过滤，得滤渣和滤液。下列说法正确的是（ ）
A．滤渣质量与加入的Fe粉质量可能相等
B．滤液中一定有Mg（NO3）2、Fe（NO3）2，可能有Cu（NO3）2
C．若加入的Fe粉过量，则得到的滤液呈无色
D．若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡生成，则滤渣中一定有Cu、Fe、Mg
12．兴趣小组按如图流程进行实验（每步均充分反应）。反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象。下列说法不正确的是（　　）
A．滤渣中一定有Cu，一定没有Fe和Mg
B．滤液中的溶质一定有FeCl2、MgCl2和CuCl2
C．本实验可判断出铁、铜、镁的活动性顺序
D．两支试管混合后，固体总质量一定增加
13．兴趣小组为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性，将铜片放入硝酸银溶液中，观察到铜片表面出现银白色物质。一段时间后将甲图试管中的物质过滤，向滤液中加铁片，析出固体的质量随时间变化如图乙所示，下列说法错误的是（　　）
A．该实验可以证明金属的活动性
B．试管中的物质过滤后，滤液中的溶质有两种
C．a点对应的溶质有、
D．bc段析出的固体是铜
题型四、金属与酸、盐反应的质量变化问题
14．小陈向装有硫酸铜溶液的烧杯中加入一定量铁粉，测得烧杯中溶液质量随加入铁粉质量的变化关系如图，则以下分析正确的是（　　）
A．点a时的溶液中暂无金属铜生成
B．当加入铁粉质量为m1时，溶液变为无色透明
C．点b时过滤出烧杯中的固体，加入稀盐酸后会产生气泡
D．若纵坐标表示烧杯内物质的总质量，所得图像不变
15．一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn，溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示。回答下列问题：
（1）若取a点溶液，向其滴加稀盐酸，则可观察到的现象是 ；
（2）b~c段（包括b、c两点）溶液中一定含有的溶质为 （填化学式）。
16．人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属活动性规律的认识也是如此。小科运用该规律开展实验，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，溶液质量变化如图所示。
（1）B点时溶液中所含的金属阳离子有 。
（2）C点之后，溶液中存在的金属为 。
（3）图像中AB和BC两段线段倾斜程度不同，请做出解释 。
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