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第四课 置换反应
解题思路：金属活动顺序的运用，金属与酸的反应与金属与盐的反应
类型一.金属与酸
金属与酸
做题技巧：
1、金属与酸反应生成氢气多少与酸的种类无关。
2、生成氢气的多少与金属的活泼性无关。金属越活泼则曲线的坡度越陡。
3、当酸足量的时候生成氢气质量等于：m(H2) = （n×a ）÷Ar
（其中n表示金属在化合物中化合价a 表示金属质量 Ar表示金属相对原子质量）
①当金属化合价和质量相同时候，相对原子质量越小，生成H2则越多
②当金属化合价和质量相同时候，若生成等质量的H2，相对原子质量越小，消耗的金属则越少。
4、足量金属与同浓度同体积酸反应的时候生成氢气质量相等。
（口诀：足量金属等量酸，产生氢气一样多；等量金属足量酸，产生氢气铝最多）

例1.（2014月考） (?http:?/??/?www.jyeoo.com?/?chemistry2?/?report?/?detail?/?397a0a47-20d2-4158-96b4-b4a75bf29973" \t "http:?/??/?www.jyeoo.com?/?_blank?)某兴趣小组为探究活泼金属与酸反应的规律，将质量相等的甲、乙两种金属分别放入到质量分数相同的足量稀盐酸中，经实验测定并绘制出生成氢气的质量与反应时间的关系（见如图）．分析图象得到的以下结论中，一定正确的是（　　）
金属甲比金属乙活泼
金属甲比金属乙的相对原子质量大
金属乙比金属甲与盐酸的反应速率大
D．金属乙比金属甲的化合价高

变式1.（2017?丰台区一模） (?http:?/??/?www.jyeoo.com?/?chemistry?/?report?/?detail?/?84813b24-da8f-4e1d-a7d5-46a70ffe07ec" \t "http:?/??/?www.jyeoo.com?/?_blank?)某实验小组用铁和锌分别跟两份完全相同的稀硫酸进行实验，实验结束后，将反应过程用如图进行了描述．请据图回答：
（1）写出曲线B所表示的化学方程式____________________；
（2）由该实验可以得到：金属与酸反应的速率与有关____________________；
（3）分析曲线图可得到多种信息，除（2）中所得信息外，请再写出两点：
①_________________________________________________，
②_________________________________________________；
（4）若等质量的锌和铁分别与足量的完全相同的稀硫酸充分反应后，则生成氢气的质量与_______________有关．
变式2.某校化学活动小组为了探究X、Y、Z三种金属与酸的反应情况，进行了如下实验：取等质量的X、Y、Z分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，都生成+2价金属的硫酸盐，反应情况如图所示，则下列对该图的理解正确的是（　　）

金属活动性由强到弱：X、Y、Z
相对原子质量大小：X＞Y＞Z
X、Y、Z依次可能是：Mg、Fe、Zn
D．金属Z反应最慢


变式3.某实验小组在探究金属的化学性质时，得到金属与酸反应制取氢气的质量关系（见图）．请根据图象信息判断，下列说法正确的是（　　）
四种金属与酸反应的速率：Al＞Mg＞Fe＞Zn
四种金属的活动性顺序：Mg＞Al＞Zn＞Fe
同质量的四种金属与足量酸反应得到氢气的质量：Al＞Mg＞Fe＞Zn
D．Al、Mg、Fe、Zn四种金属与酸反应得到氢气的质量比：1/27：1/24：1/56：1/56：


例2.（2018?湘潭）在托盘天平的两边各放一只烧杯，调节天平至平衡，向两烧杯中分别注入等质量、等质量分数的稀硫酸（足量），然后向右盘的烧杯中放入一定质量的Fe粉，同时向左盘的烧杯中放入与Fe粉等质量的Zn粉，反应过程中可能出现的现象是（　　）
A．天平最终仍然平衡
B．天平指针先偏向左盘，后偏向右盘
C．天平指针始终偏向右盘
D．天平指针先偏向右盘，后偏向左盘

变式1.（2016秋?萧山）将等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸中，生成氢气质量（m）随反应时间（t）的变化曲线如图所示，对于该图象的理解，下列说法正确的是　 　（填序号）．
①A表示锌和稀硫酸的反应曲线
②反应结束后两种金属一定都有剩余
③反应结束后稀硫酸都没有剩余
④反应结束后消耗两种金属的质量相等
⑤反应结束后所得溶液质量相等．
变式2.（2014?萧山）如图，将质量相等的A、B、C三种金属分别投入装有足量稀盐酸的烧杯中，反应时间与生成氢气的质量关系如图所示，请据图回答
（1）三种金属中，能够将其他两种金属从他们的盐溶液中置换出来的是　 　
（2）实验室常用金属锌与稀硫酸反应制取氢气，你认为我们不用盐酸与金属锌反应而选用稀硫酸的主要原因是　 　
（3）若将金属B投入A的盐溶液中则反应结束后溶液质量将　 　（填“变大”、“变小”、“不对”）


变式3.（2014?一模） (?http:?/??/?www.jyeoo.com?/?chemistry?/?report?/?detail?/?042ffc37-0b6e-4ad3-9f39-b97c8ee489d5" \t "http:?/??/?www.jyeoo.com?/?_blank?)某兴趣小组为探究活泼金属与酸反应的规律，将质量相等、颗粒大小相同的甲、乙两种金属分别放入到质量分数相同的足量稀硫酸中，出生成氢气的质量与反应时间的关系如图A所示．则______种金属的活动性顺序强．若同时将甲、乙两种金属分别放入到图B装置中，直到反应结束，结合图A的信息描述天平指针的指向变化____________








变式4.在天平两盘上的烧杯中，各放入质量相同的稀硫酸，调节天平至平衡．分别向两边烧杯各加入5g镁和5g铁，镁和铁全部反应而消失后，天平的指针（　　）
A．偏向加铁的一边 B．偏向加镁的一边
C．仍停留在原来的位置 D．无法确定
变式5.托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯，在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸，此时天平保持平衡．然后在左盘烧杯中加入5g锌粒，在右盘烧杯中加入5g铁粉，充分反应后，两烧杯底部均有固体剩余，则此时天平（　　）
A．偏向左边 B．偏向右边 C．仍然平衡 D．无法判断
变式6.在杠杆的两端分别挂着质量?体积都相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡．然后将两球分别浸没在稀硫酸和硫酸铜溶液中片刻，如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．铝球一定是空心的
B．左边烧杯中的溶液质量减少了
C．去掉两烧杯杠杆仍平衡
D．右边铁球上出现红色

例3.两金属粉末的混合物30克与足量稀盐酸反应生成氢气1克，则此混合物的可能组成为
A.Mg—Al B. Fe—Zn C.Mg—Fe D. Al—Fe

变式某铁的样品中可能含有Zn、Mg、Al、Cu等杂质金属中的两种，取5.6g样品跟足量稀硫酸反应，得到0.2g氢气，则此铁样品中不可能含有的杂质金属组是（ ）
A. Cu和Mg B. Zn和Al C. Mg和Al D. Zn和Cu
变式2.（2016?下城）在定量研究金属与酸的化学反应时，绘制出如图所示金属与氢气质量关系的图象，分析图象得到的以下结论中，正确的是（　　）
①Na、Mg、Zn三种金属都能置换出酸中的氢
②生成相同质量的氢气消耗金属的质量为Na＞Mg=Zn
③生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的质量比为为23：24：65
④生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的原子个数比为2：1：1。

A．①② B．②③ C．③④ D．①④

变式3.醋酸CH3COOH是一元有机酸，具有酸的通性．现取溶质质量分数相等的稀硫酸和醋酸溶液等质量，分别放在甲乙两只烧杯中，各加入相等质量的镁粉，生成的氢气的质量比为6：5．则甲乙烧杯中的反应情况可能是（　　）
A．甲和乙中金属都过量
B．甲和乙中酸都过量
C．甲中酸过量，乙中镁过量
D．甲中镁过量，乙中酸过量

类型二.金属与盐溶液反应
解题思路：一换多与多换一类型的反应顺序过程的掌握
例1.（2018?江干区三模）某溶液含有Cu（NO3）2和AgNO3，现向其中加入一定量的锌粉进行处理，并绘制参加反应的锌与溶液中溶质种类的关系图（如图所示），下列说法中不正确的是（　　）

A．Cu的活动性比Ag强，只用盐酸无法探究两者活动性强弱
B．当溶质种类为1种时，金属单质种类可能为1种
C．c～d间（不含两点）的溶液中金属离子为Zn2+、Cu2+
D．从m1变化到m2时，溶液中硝酸铜的质量分数变大
变式1.（2018?锦州模拟）向AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2的混合物溶液中加入一些锌粉，完全反应后过滤．不可能存在的情况是（　　）
A．滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Mg2+
B．滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Zn2+、Mg2+
C．滤纸上有Ag、Cu、Zn，滤液中有Zn2+、Mg2+
D．滤纸上有Ag、Cu、Zn、Mg，滤液中有Zn2+
变式2.（2017春?淳安县期中）往AgNO3、Hg（NO3）2、Zn（NO3）2的混合溶液中加入一些铁粉，待反应完成后再过滤，不可能存在的情况是（　　）
A．滤纸上有Ag，滤液中有Hg2+、Zn2+、Fe2+
B．滤纸上有Ag、Hg，滤液中有Zn2+、Fe2+
C．滤纸上有Ag、Hg、Fe，滤液中有Zn2+、Fe2+
D．滤纸上有Ag、Hg、Fe、Zn，滤液中有Zn2+、Fe2+
变式3.（2017?下城）某溶液中含有Cu（NO3）2和AgNO3，现向其中逐渐加入一定质量的铁粉进行处理，并绘制参加反应的铁的质量与溶液中溶质种类的关系图。下列说法不正确的是（　　）

A．a点溶液中溶质为3种时，金属单质的种类也为1种
B．当溶质种类为2种时，金属单质种类可能为2种
C．a、b两点，溶液的质量相等
D．当溶质种类为1种时，金属单质种类可能为3种
变式4.（2016秋?拱墅）FeSO4、CuSO4的混合溶液中投入一些锌粉，完全反应后得到一些固体沉淀．过滤，向沉淀中加入少量稀硫酸有气泡产生．对上述固体沉淀有下列说法，其中正确的是（　　）
（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?模拟）向AgNO3溶液中加入一定质量的Al和Fe的混合粉末，充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色滤液，关于该滤渣和滤液有下列四种说法（已知HCl+AgNO3═AgCl↓+HNO3）：
①向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生．
②向滤液中加入稀盐酸，一定有沉淀产生．
③滤渣中一定含有Ag．
④滤液中一定含有Fe（NO3）2，一定不含AgNO3，可能含有Al（NO3）3．
以上说法中正确的个数是（　　）
A．0个 B．1个 C．2个 D．3个
变式1.印刷铜制电路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液。已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应，反应方程式分别为：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，Fe+2FeCl3=3FeCl2。现将一包铜、铁的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后烧杯中仍有少量固体，关于烧杯中物质组成的说法正确的是
A.溶液中一定含FeCl3，固体一定是铁和铜
B.溶液中一定含FeCl2，固体一定含铜
C.溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固体一定含铜
D.溶液中一定含FeCl2，固体一定是铁和铜

课后习题
1.向一定质量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，下列说法正确的是（　　）

A．a点溶液中的溶质有3种
B．b点溶液是无色的
C．若取b～c段溶液，滴加稀盐酸，有白色沉淀
D．c点的固体中含有银、铜、锌
2.一定质量的AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后，下列图中一定错误的是（横坐标表示加入铁的质量）
（　　）
A．
B．
C．
D．
3.在硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后有少量金属析出，过滤后向滤液中滴加适量盐酸，有白色沉淀生成，则析出的金属是（　　）
A．Ag和Cu B．Ag C．Cu D．Fe和Cu
4.R金属投入到Cu（NO3）2和 AgNO3混合溶液中，充分反应后过滤得无色滤液，下列叙述正确的是（　　）
A．溶液质量可能增加，也可能减小，但不可能不变
B．R金属可能是铁也可能是锌
C．溶液中可能有Cu2+，一定有R的离子，一定没有Ag+
D．溶液中若有Al3+，则固体质量一定增加
5.（2016?萧山模拟）向FeSO4、CuSO4 的混合溶液中投入一些锌粉，完全反应后得到一些固体沉淀。过滤，向沉淀中加入少量稀硫酸有气泡产生。对上述固体沉淀有下列说法，其中正确的是（　　）
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铁粉，使其充分反应后，过滤，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，则下列结论正确的是（　　）
A．滤液中一定含Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+
B．滤液中一定含Fe2+，可能含Zn2+
C．滤液中一定含Fe2+，Zn2+，不含Cu2+，Ag+
D．滤液中一定含Zn2+、Fe2+，可能含Cu2+
7..分别用Al、Fe与足量的稀硫酸反应，制得相同质量的氢气，则消耗Al、Fe的质量比为（ ）
A. 9：28 B. 27：56 C. 9：56 D. 27：112
8.（2018秋?杭州）两个烧杯中有等质量的锌和铁，分别逐渐加入等质量分数的稀硫酸，产生氢气的
质量与加入硫酸的质量关系如图所示，A、B 代表金属，a、b、c 是曲线上的三个点，则：
（1）分析可知：A 金属是　 　；在　 　点时两烧杯中金属都有剩余；
（2）写出b点时B金属所在烧杯里的溶液溶质是　 　（填化学式）；

9.在托盘天平的左右两托盘中各放一只烧杯，调节至平衡，向烧杯分别注入等质量、等质量分数的稀硫酸，然后向两只烧杯中分别加入相同质量的镁和铜铝合金，两烧杯中物质完全反应后，天平仍保持平衡，合金中铝与铜的质量比是（?）
A. 3：1 B. 2：1 C. 3：4 D. 2：3
10.在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是（ ）
A．滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁
B．滤出的固体中一定含有铜，一定不含铁和镁
C．滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，可能含有氯化铜
D．滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜

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