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金属与氧化还原，实验探究（10个考点）-2021年中考科学（浙教版）重难点、易错点复习练习（教育机构专用）
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这是一份金属与氧化还原，实验探究（10个考点）-2021年中考科学（浙教版）重难点、易错点复习练习（教育机构专用），共36页。试卷主要包含了金属的物理性质与化学性质，金属与氧气反应与现象，金属与酸反应与活动性顺序，金属与盐的反应与活动性顺序，合金与金属的锈蚀条件的探究，金属或废弃物回收，金属相关实验探究，金属相关计算等内容，欢迎下载使用。
2020走进重高-尖子生培优集训
走进重高 化学培优12 -- 金属与氧化还原，实验探究
说明：本专题包含金属与氧化还原，实验探究10个常考点，包含近几年中考真题与模拟题，通常以探究与解答出现。高度概括了近年的高频考点，主要考察实验与探究，计算分析能力。
思维导图目录：
考 点 目 录
考点一、金属的物理性质与化学性质
考点二、金属与氧气反应与现象
考点三、金属与酸反应与活动性顺序
考点四、金属与盐的反应与活动性顺序
考点五、合金与金属的锈蚀条件的探究
考点六、金属或废弃物回收
考点七、金属相关实验探究
考点八、金属相关计算
考点九、天平平衡问题
考点十、金属与氧化还原
习 题 集 训
考点一、金属的物理性质与化学性质
1．金属的置换反应中，总是一种金属失去电子从单质成为阳离子，而另一种金属元素得到电子从其阳离子成为金属单质。则下列关于金属活动性强弱的说法正确的是( C )
A．金属活动性越强，则该金属的原子得电子能力越强
B．金属活动性越弱，则该金属的原子失电子能力越强
C．金属活动性越强，则该金属的原子失电子能力越强
D．金属活动性强弱与金属的原子得失电子能力无关
2．(2019·金华、义乌、丽水)小丽为确认所回收易拉罐的主要成分是铝还是铁，剪取金属片打磨后，设计了如图所示的两种不同方法进行检验，这样设计的依据是( D )
A．铁、铝有不同的物理性质
B．活泼金属易于氧气反应
C．排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来
D．活动性较强的金属可以把活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来
3.如图为某文化衫图案，你的美（Mg）偷走我的心（Zn）能发生，是由于镁的（ D ）
A.延展性好 B.导电性好 C.导热性好 D.金属活动性比锌强
【解析】你的美（Mg）偷走我的心（Zn）能发生，是由于镁的金属活动性比锌强，能从硫酸锌盐溶液中置换出金属锌，发生的反应为：Mg+ZnSO4=MgSO4+Zn。D选项正确。
4.下列现象和事实，可用金属活动性顺序作出合理解释的是（ C ）
①金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强；
②金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝活动性强；
③硫酸铜、石灰乳配制农药波尔多液，不宜用铁制容器；
④金属锌与稀硫酸反应速率适中，更适于实验室制取氢气。
A.①② B.③④ C.①③④ D.①②③④
【解析】①在相同条件下，金属与氧气反应时，反应条件越简单，说明该金属的活动性越强， 金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强 ，正确。
②金属铝更耐腐蚀是由于其化学性质活泼，在常温下就可以和氧气反应而形成致密的氧化膜，从而阻止进一步被氧化，而不是说明锌比铝活动性更强，错误。
③铁的活动性比铜强，所以铁能将硫酸铜中的铜，因此不能用铁桶来配制波尔多液，正确。
④锌的化学性质比较温和，和酸反应的速率适中，有利于气体的收集，更适合用于实验室制取氢气，正确。
故说法正确的有①③④。
考点二、金属与氧气反应与现象
1．下列有关物质燃烧现象的叙述中，正确的是 ( B )
A．铁丝在氧气中燃烧：火星四射，生成红色固体
B．硫粉在空气中燃烧：产生淡蓝色火焰，生成一种具有刺激性气味的气体
C．镁条在空气中燃烧：发出耀眼的白光，只生成一种黑色固体
D．红磷在空气中燃烧：发出白光，生成大量的白色烟雾
【解析】铁在氧气中燃烧生成的是黑色固体，A项错误；硫粉在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，生成一种具有刺激性气味的气体，B项正确；镁条在空气中燃烧能生成一种白色固体，C项错误；红磷在空气中燃烧产生白烟，D项错误。
2．如图为铜片A的系列变化，下列推断不正确的是( D )
A．铜片表面上的黑色物质是CuO
B．方法1发生的反应类型是置换反应
C．方法2中现象为铜片上的黑色物质逐渐溶解，溶液变为蓝色
D．若方法1、方法2均完全反应，则铜片A、B、C的质量相等
3. 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以和许多物质发生反应：
（1）上述三个反应的相同点是 （多选，填序号）。
A．都是化合反应 B．都是氧化反应 C．生成物都是固体
D．都需要点燃 E. 都是非金属与氧气反应 F．都伴随有发光、放热的现象
（2）在做甲、丙两个实验时，事先都需在集气瓶底部装有少量水，其作用分别是：甲 ，丙 。
（3）做实验乙和丙时，红磷、硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈；做实验甲时，铁丝在氧气中剧烈燃烧，而在空气中只是发红并未燃烧。据此，说明可燃物能否燃烧或燃烧的剧烈程度与 有关。
（4）将装置乙改装为如图丁所示装置还可用于测定空气中氧气的体积分数：经测定，集气瓶的容积为250mL，在此实验中，观察到量筒中减少的水的体积为50mL，则空气中氧气的体积分数为 ，在保证整个装置不漏气的前提下，所用红磷的量必须 ，如果未冷却到室温便打开弹簧夹观察量筒内减少的水的体积，则实验结果将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。实验完毕后，集气瓶内残余的气体主要是 （填化学符号）。如果将上述实验中的红磷换成木炭，严格按操作步骤进行实验，并未发现倒吸现象，其原因是 ，若将量筒中的水换成 ，可以达到理想的效果。反思此实验的探究过程，用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是（答一条） 。
【答案】（1）A、B、D、F （2）防止生成物溅落后，炸裂瓶底 吸收生成的气体，避免污染空气
（3）氧气的浓度
（4）20% 足量 偏小 N2 木炭燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳，瓶内气体体积无明显减小 氢氧化钠溶液 药品与氧气反应生成物最好是固体
考点三、金属与酸反应与活动性顺序
1．把某稀硫酸分为等体积的两份，放入两个烧杯中，分别加入等质量的甲、乙两种金属，反应后金属都没有剩余。产生H2的质量随时间变化的趋势如图。下列说法正确的是 ( D )
A．甲的活动性比乙强
B．甲的相对原子质量一定比乙小
C．反应消耗等质量的硫酸
D．反应消耗等质量的金属
【解析】根据题意，金属全部反应，酸有剩余，只能找金属与氢气之间的关系式，根据化学方程式计算可知道金属的质量相同时，生成氢气的质量与金属相对原子质量和金属化合价数的倒数的乘积成反比，且金属越活泼反应越快(即相同时间放出H2越多)。
2．(2019·绍兴)将质量均为10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( D )
3．(2019·广东)取一定量打磨后的铝片于某容器中，再逐渐加入稀盐酸。加入稀盐酸的质量与有关量的变化关系图错误的是( B )
4．等质量的镁和锌(均粉末状)分别置于试管中，用相同的滴管向两烧杯逐滴滴加质量分数相等的稀硫酸到过量。图中变化趋势正确的是( C )
【解析】注意本题的四个曲线图中的横坐标为滴加的硫酸质量，而不是时间。
5．(2019·济宁)相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属，分別与足量的、质量相同、质量分数相同的稀H2SO4充分反应，生成氢气与消耗稀H2SO4的质量关系见右图，分析图像所得的结论中，不正确的是( A )
A．三种金属的活动性顺序：Mg＞Fe＞Zn
B．三种金属的相对原子质量：Mg＜Fe＜Zn
C．三种金属消耗稀H2SO4的质量：Mg＞Fe＞Zn
D．三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量：Mg＜Fe＜Zn
6．(2018·自贡)现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为＋2价)。则下列说法中错误的是( C )
A．金属活动性：乙＞甲＞丙
B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙
C．相对原子质量：乙＞丙＞甲
D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙
7．[重庆中考A卷]两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁，然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸，产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是( D )
A．该图反映出镁比锌的金属活动性强
B．a点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应
C．b点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同
D．c点时，两个烧杯中都有金属剩余
8．(2019·新疆)小明将未打磨的铝片和稀盐酸放入密闭容器中，用传感器探究反应过程中温度和压强的变化，如图所示。从图中所获信息不正确的是( B )
A．反应过程中有热量放出
B．50s时，溶液中溶质为AlCl3
C．0～50s，发生Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O反应
D．100～140s，压强减小是因为温度降低
9．[2018·黄石]现有甲、乙、丙三种金属，先将三者分别加入到稀硫酸中，只有乙金属表面有气泡生成；再将甲加入到丙的盐溶液中，无明显变化。据此判断三种金属的活动性由强到弱的顺序是( C )
A．甲＞乙＞两 B．甲＞丙＞乙
C．乙＞丙＞甲 D．丙＞甲＞乙
【解析】只有乙金属表面有气泡生成，说明乙排在氢前面，甲和丙排在氢后面，乙比甲和丙活泼；再将甲加入到丙的盐溶液中，无明显变化，说明丙比甲活泼。所以三种金属的活动性由强到弱的顺序是乙>丙>甲。
10．[2018·杭州江干区三模]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 ( B )
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
【解析】虽然Cu的活动性比Ag强，但都排在H后面，都不能置换出酸中的H，只用盐酸无法探究两者活动性强弱。当溶液中溶质种类为1种时，即溶液中只含有硝酸锌溶质，则置换出来的金属为银和铜两种。c～d间(不含两点)，锌已全部置换出银，且置换出了部分铜，所以溶液中金属离子为Zn2＋、Cu2＋。从m1变化到m2时，65份质量的锌置换出216份质量的银，溶液的总质量减小，而硝酸铜溶质质量不变，所以溶液中硝酸铜的质量分数变大。
11．[2018·淮安]某课外活动小组进行验证锌与铁的金属活动性的实验探究，实验过程如图所示。
(1)相同条件下，取等质量锌粉、铁粉，根据图示进行实验，实验过程中，观察到锌粉表面产生气泡的速率比铁粉快，由此得到的结论是__锌比铁活泼__。
(2)实验结束后，发现U形管两边的金属粉末均无剩余，则硫酸剩余的情况可能是__AB__(填字母)。
A．左、右两边均有剩余 B．左边有剩余，右边无剩余
C．左、右两边均无剩余 D．左边无剩余，右边有剩余
12．[衢州中考]整理实验器材时，小柯将还在反应的锌和稀硫酸的残留物，倒入有少量硫酸铜溶液的废液缸中，观察到锌粒表面产生气泡的速度大大加快。对此他十分好奇：与硫酸铜溶液混合怎么会加快锌和稀硫酸的反应速度？
查阅资料：①相互接触的两种活动性不同的金属，同时放入酸中，活动性较强的金属与酸反应产生氢气的速度会大大加快。②硫酸铜对锌和稀硫酸反应没有催化作用。
小柯按下表进行实验，观察并记录现象。
组别
第一组
第二组
A
B
C
D
金属
锌片
绑有铜片的锌片
铁片
绑有铜片的铁片
30%硫酸溶液(mL)
20
？
20
20
产生气泡快慢
快
明显加快
慢
明显加快
(1)B组实验中“？”处的数据应为__20__。
(2)为了定量比较产生气体的快慢，可以测量“收集相同体积的氢气所需的时间”或测量__相同时间内收集到氢气的体积__，然后进行比较。
(3)请推测与废液缸中少量硫酸铜溶液混合后，锌粒与稀硫酸反应速度加快的原因：__硫酸铜与锌发生置换反应产生的铜附着在锌粒表面，加快了锌与稀硫酸的反应速度__。
【解析】(1)探究实验中应遵循控制变量原则，即除探究因素外，其他影响反应速度的因素都相同。
13．(2019·台州)金属与酸的反应属于放热反应，其反应速率除受反应物的性质影响外，还受温度、酸的质量分数、固体表面积大小等因素影响。现探究酸的质量分数对反应速率的影响，实验室提供秒表、图甲器材和颗粒均匀的锌粒、铁片、铜片、2%稀盐酸、4%稀盐酸、2%稀硫酸、碎冰、水等药品。
(1)请选择合适器材和药品，设计实验写出步骤(可配图说明)。
(2)实验结论：其他条件都相同时，酸的质量分数越大，反应越快。图乙是某资料中铁与2%稀硫酸在恒温条件下，生成氢气体积随时间变化的图像。请根据实验结论，对曲线进行适当的修改(在图乙上用实线画出)，使其更合理。
【解析】(1)答题要点：①检查装置气密性；②控制反应恒温进行；③药品的选择能体现控制变量；④测量因变量的方法正确；⑤能体现避免实验偶然性；⑥操作步骤顺序合理。
示例：①检查气密性：连接试管和广口瓶，往漏斗中加水，液面不持续下降；(只回答“检查装置气密性”也可)。②装药品：在烧杯中加入碎冰和一定量的水，往试管中装入锌粒，把试管放入烧杯内的冰水中，用铁架台固定，连接好其他装置。③开始反应和测量：打开止水夹，往漏斗中倒入一定量的2%稀盐酸，记录一定时间内量筒中的水量(或“记录量筒中的水达到一定体积时所需的时间”等合理均可)。④取等量的锌粒与4%稀盐酸进行反应，重复上述实验。⑤用铁片代替锌粒，重复上述实验(或“多次实验”等能体现避免实验偶然性的均可)
(2)如图[画图要求：能体现氢气产生的速度是先快后慢(2分)，最后不变(1分)且与虚线相平]
14．在学习了金属的化学性质后，科学老师布置了一项课外学习任务：调查化工颜料店出售的涂料添加剂“银粉”是什么金属？某学习小组通过调查，分别获得了“银粉”是银粉、铝粉、锌粉这三种不同结果。为了确定究竟是哪一种金属，学习小组同学将一小包“银粉”带回实验室，进行了如下实验和分析。(相关反应的化学方程式为：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑)
(1)取少量“银粉”于试管中，滴加适量盐酸，发现____________________________，说明“银粉”一定不是银。
(2)为了进一步确定“银粉”是铝还是锌，学习小组通过理论计算，获得两种金属分别与足量盐酸反应时，产生的氢气与金属的质量关系，并绘制成如图所示图像。在绘制锌的图像时，a点所对应的锌的质量m为多少？(通过计算回答)
(3)取1.8克“银粉”(杂质忽略不计)加入到50克稀盐酸中，恰好完全反应，生成氢气0.2克。根据上图可知，“银粉”是________。
(4)计算实验中所用稀盐酸的溶质质量分数。
【解析】(1)“银粉”表面有气泡产生 (2)设a点所对应的金属锌的质量为x。
Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 2
x 0.2克
＝ x＝6.5克
答：a点所对应的金属锌的质量m为6.5克。
(3)铝(或Al)
(4)设实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为P%。
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
219 6
50克×P% 0.2克
＝ P%＝14.6%
答：实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为14.6%。
考点四、金属与盐的反应与活动性顺序
1．[2018·兰州]利用下列试剂之间的反应现象，能验证 Fe、 Cu、 Ag 金属活动性强弱顺序的是( B )
A．Fe、Cu、AgNO3溶液
B．Fe、CuSO4溶液、Ag
C．FeSO4溶液、CuSO4溶液、Ag
D．Fe、CuSO4溶液、AgNO3溶液
【解析】验证三种金属活动性顺序类问题时，一般采取“三取中”的方法进行设计实验，即选取活动性位于中间的那种金属的单质与另两种金属盐的水溶液反应；或取中间金属盐的水溶液与另两种金属的单质进行反应。Fe、Cu均能与AgNO3溶液反应，只能说明活动性Fe＞Ag，Cu＞Ag，但无法确定Fe、Cu的活动性强弱；Fe能与硫酸铜溶液反应，Ag不与CuSO4溶液反应，说明活动性Fe＞Cu＞Ag；Ag与FeSO4溶液、CuSO4 溶液均不反应，只能说明活动性Fe＞Ag，Cu＞Ag；Fe与CuSO4 溶液、AgNO3 溶液都反应，只能说明活动性Fe＞Cu，Fe＞Ag。
2．(2019·邵阳)现有X、Y两种金属，分别把它们插入到Cu(NO3)2溶液中，一段时间后，在X表面有红色固体析出，在Y表面无明显变化，则上述金属的活动性顺序是( D )
A．X＞Y＞Cu B．Y＞Cu＞X
C．Cu＞X＞Y D．X＞Cu＞Y
3．[2018·益阳]向 AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2 的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，滤液呈蓝色。下列判断正确的是( D )
A．滤液中可能有 Fe(NO3)3、Mg(NO3)2和 Cu(NO3)2
B．向滤渣中加入稀盐酸，可能有气泡产生
C．与原溶液相比，滤液的质量可能增大
D．向滤液中滴入稀盐酸，可能会有白色沉淀出现
【解析】由于镁、铁、铜、银的金属活动性顺序是镁＞铁＞铜＞银。把一定量的铁放到AgNO3、Cu(NO2)2、Mg(NO3)2 的混合溶液中，铁首先和AgNO3反应，再和Cu(NO3)2反应，而不能与Mg(NO3)2反应，充分反应后过滤，滤液呈蓝色，说明Cu(NO3)2没有全部参与反应或未反应，即滤渣中不可能有铁，一定有不活泼的金属银，可能有铜，铁和硝酸银反应生成银的同时也生成了硝酸亚铁，因此在滤液中一定有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2，还有生成的Fe(NO3)2，可能还有剩余的AgNO3。向滤渣中加入稀盐酸，不可能有气泡产生；铁与硝酸银、硝酸铜反应都会使溶液的质量减小；由分析可知，滤液中可能还有剩余的AgNO3，向滤液中滴入稀盐酸，可能会有氯化银白色沉淀出现。
4．(2018·衢州)小柯为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如图甲所示的实验。实验后把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙)，发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤。滤液中含有的金属离子可能的组成有( C )
①Mg2＋ ②Mg2＋和Fe2＋ ③Fe2＋和Cu2＋ ④Mg2＋、Fe2＋和Cu2＋
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
5．[2018·杭州余杭区一模]小金欲利用铝和铜的盐溶液反应来制取铜，他做了三个实验，并将现象记录在表格内，关于这三个实验现象分析错误的是( A )
实验一：未打磨的铝片浸入10mL 10%硫酸铜溶液
实验二：打磨的铝片浸入10mL 10%硫酸铜溶液
实验三：未打磨的铝片浸入10mL 10%氯化铜溶液
一段时间内无明显现象
产生很多气泡，铝片上有疏松的紫红色物质
产生许多气泡，铝片上有疏松的紫红色物质
A. 验一能说明铝不能与硫酸铜溶液反应
B．实验二紫红色物质是铜，对应反应的化学方程式是2Al＋3CuSO4=== Al2(SO4)3＋3Cu
C．实验一铝片表面的氧化物阻碍了铝和硫酸铜溶液反应
D．实验一和三现象差异很大，跟硫酸铜溶液和氯化铜溶液中含有不同的酸根离子有关
【解析】铝片表面有致密的氧化铝保护膜，直接浸入硫酸铜溶液中时，保护膜会影响铝与硫酸铜的反应。
6．[杭州中考]在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜)，往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条，观察到如下现象：
①镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质，经检验发现生成的固体物质中有单质银；
②镁条表面有明显的气泡现象，经检验发现气泡中有氢气。
对于上述实验现象的分析错误的是( C )
A．镁能从硝酸银溶液中置换出银
B．镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气
C．镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3＋Mg===Mg(NO3)2＋2Ag
D．根据该实验可判断镁比银活动性强
【解析】通过分析可知，镁既会置换出硝酸银中的银，也能和硝酸银溶液反应生成氢气。
7．(2019·齐齐哈尔)向硝酸铜、硝酸银和硝酸镁的混合溶液中加入一定质量的金属锌，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，以下推断正确的是( C )
A．若滤液为蓝色，则滤渣中一定有银和铜
B．若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成，则滤渣中一定有银和铜
C．若向滤渣中加入稀盐酸有气泡生成，则滤液中只含有硝酸镁和硝酸锌
D．若反应前加入的金属锌的质量和反应后滤渣的质量相等，则滤渣中一定不含锌和镁
8．[2018·衢州]小柯为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如图甲所示的实验。实验后把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙)，发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤。滤液中含有的金属离子可能的组成有( C )
①Mg2＋ ②Mg2＋和Fe2＋ ③Fe2＋和Cu2＋ ④Mg2＋、Fe2＋和Cu2＋
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
【解析】本题中，铁只能置换铜而不能置换镁。甲实验后都倒入乙烧杯时，有两种可能：一是铁粉充足，完全置换出铜，此时溶液中只有Mg2＋和Fe2＋两种离子；二是铁粉不足，只能置换出部分铜，此时溶液中有Mg2＋、Fe2＋和Cu2＋三种离子。
9．(2019·河北)将一定量的铁粉加入到含有Cu(NO3)2和AgNO3的废液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生。下列判断正确的是( C )
A．滤渣中一定含有Ag和Cu，滤液中一定含有Fe(NO3)2
B．滤渣中一定不含Fe，滤液中一定含有Fe(NO3)2和Cu(NO3)2
C．滤渣中一定含有Ag，滤液中可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
D．滤渣中一定含有Ag和Cu，滤液中可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
10．(2019·攀枝花)为了从含有FeSO4、CuSO4的工业废水中回收Cu和硫酸亚铁晶体，某学习小组设计并完成了以下实验。
下列说法正确的是( B )
A．固体X中只含有Cu
B．试剂B是稀硫酸
C．溶液Z中的溶质为FeSO4和CuSO4
D．操作Ⅰ用到的玻璃仪器只有烧杯和玻璃棒
11．[2018·昆明]向AgNO3和 Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn、Fe和Cu的混合粉末，充分反应后过滤，洗涤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的有( C )
①滤渣中一定有Ag，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；
②当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Cu、Ag，一定没有Zn、Fe；
③向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，可能有Zn；
④向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，则滤液中一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
【解析】①滤渣中一定有锌和硝酸银反应生成的Ag，当混合溶液中AgNO3的量足够多时，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；②当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Ag，不一定有Cu，这是因为滤液为蓝色时，溶液中可能含有Ag＋，若Ag＋过量，则滤渣中不含Cu；③向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，由于几种金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞(H)＞Cu＞Ag，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，若Zn过量，则滤渣中可能有Zn；④向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，说明滤液中一定没有AgNO3，一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，由于K的金属活动性比Zn强，所以滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。
12．[绍兴义乌中考]往硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中缓慢连续加入质量为m的锌粉，溶液中析出固体质量与参加反应的锌粉质量关系如图所示，下列说法中正确的是( C )
A．c点对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋和Cu2＋
B．bc段(不含两端点)析出的金属是Fe
C．ab段(不含两端点)对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋和Fe2＋
D．若bc段和cd段中析出固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1＞m2
【解析】①锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银(a～b)，②然后和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜(b～c)，③最后与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁(c～d)。c点①②反应结束，溶液中没有铜离子、银离子，对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋和Fe2＋；bc段，发生的是反应②(不含两端点)，析出的金属是铜；ab段(不含两端点)，硝酸银没有反应完，对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋、Fe2＋；bc段反应的锌和铜的质量比为65∶64，cd段反应中锌和铁的质量比为65∶56。如果析出固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1＜m2。
13．(2018·德阳)向一定量的硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入5.6g铁粉，充分反应后过滤、洗涤、干燥，称得固体14g。向固体中加入稀盐酸，无气泡产生。则下列分析正确的是( A )
A．滤液中一定不含有硝酸银
B．滤液中一定含有硝酸铜
C．滤出的固体中含有银7.6g
D．滤出的固体中含有铜6.4g
14．(2019·十堰)为探究金属活动性顺序，学习小组设计并进行实验Ⅰ和Ⅱ。实验结束，将两实验的废液全部倒入一洁净烧杯中，反应后得到溶液A和固体B。实验过程及现象如图所示：
据此得出以下结论：①通过实验Ⅰ和Ⅱ能验证Al、Ag、Cu的金属活动性顺序；②实验反应后固体B中一定含有Cu；③若A是无色溶液，A中可能含有AgNO3；④若A呈蓝色，溶液A中至少有两种溶质；⑤若A呈蓝色，固体B中一定不含Cu。其中正确结论的个数有( B )
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
15．(2018·襄阳)向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，反应过程中，测得混合物中溶液的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。有关该反应过程中的下列说法正确的是( B )
A．a点，向溶液中滴加稀盐酸，无白色沉淀
B．c点，向过滤后得到的固体中滴加稀盐酸，无气泡产生
C．d点，溶液中的溶质为Fe(NO3)2和Cu(NO3)2
D．e点，过滤后得到的固体中只含有2种物质
16．小科在学习金属活动性顺序后，知道钾、钙、钠金属活动性特别强，能与水反应生成碱和氢气。他想镁紧排在钠后面，它是否也能与水反应呢？于是小科在两个烧杯中，分别加入等量的冷水和镁条，用酚酞指示剂。实验过程和现象如图：
(1)小科得出的实验结论是__镁不能与冷水反应但能与热水反应__。
(2)小科发现B试管放置在空气中一会儿，溶液的红色会褪色，这说明溶液的碱性减弱了。于是他大胆作出了一个猜想并设计了验证方案：
猜想
验证方案
可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降低，溶解度变小，从而导致溶液碱性的减弱。
将褪色后的溶液__加热__，如果溶液变红，说明小科的猜想正确。
小科通过实验证明了自己的猜想是正确的。
(3)一段时间后，小科观察到镁条在热水中无现象，但当他想到实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应时，便有了解释。他的解释是__镁条表面覆盖有难溶于水的氢氧化镁阻止了反应的发生__。
考点五、合金与金属的锈蚀条件的探究
1．[2018·广安改编]我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800℃，得到一种外形似金子的锌铜合金(俗称黄铜)。下列说法正确的是( C )
A．Cu2O中铜的化合价为＋2价
B．黄铜熔点处在铜与锌的熔点之间
C．该变化过程中没有复分解反应
D．通过观察颜色可鉴别金子与黄铜
【解析】黄铜是铜和锌的合金，合金的熔点比组成纯金属的熔点低，所以黄铜熔点比铜与锌的熔点都低；炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800℃，可能发生的反应有碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳，碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，碳与氧化亚铜反应生成铜和二氧化碳；黄铜与金子的外观颜色非常相似，不能通过观察颜色鉴别金子与黄铜。
2．(2019·常州)按如图装置进行实验，一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置是( B )
A．a处 B．b处 C．c处 D．三处同样严重
3．[2018·天门]图甲中铁钉A长期放置于空气中可能生锈变成B，图乙是A和B可发生的一系列化学反应，图中“→”表示一种物质可以转化成另一种物质，请根据图示完成相关问题：
(1)图中反应②的化学方程式为__Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O__；反应③的化学方程式为__Fe2(SO4)3＋6NaOH===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4__。
(2)自选反应物，写出满足图中反应④的化学方程式：__Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑(合理即可)__。
【解析】氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钠，氢氧化铁加热会生成氧化铁和水，铁和盐、酸反应会生成亚铁盐。
4．[2018·杭州]小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：
步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好，药品如图所示)；待U形管内充满O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mL O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。
步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如表所示。
观察对象
现象
①干燥的普通铁丝
没有明显变化
②潮湿的普通铁丝
较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝
没有明显变化
(1)步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是__将带火星的木条放置在b导管口，若木条复燃，则证明U形管内已充满O2__。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是__观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少)__。
(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是__水分和金属的内部结构__。
【解析】(1)从a口通入氧气，若想知道是否充满氧气，则需要在b出口处检查是否有氧气逸出，则在b出口放带火星的木条即可检查是否充满。(2)注射器中有氧气，若生锈需要氧气参加，则注射器内的压强会减小，现象是活塞向左移动。(3)对比表格中的记录，可知铁生锈除了需要氧气，还需要水分和金属的内部结构满足条件。
5．在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈的条件探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。
【实验结论】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积 减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的__氧气和水蒸气__(填名称)发生反应的结果。
【实验思考】
(1)当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的__1/5(或21%)__。
(2)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和__试管内空气体积减小(或试管内液面上升)__两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
(3)用完的菜刀要擦干存放，理由：__除去水，防止生锈__。
(4)铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是__铝表面易生成一层致密的氧化物保护膜，阻止铝进一步反应__。
考点六、金属或废弃物回收
1．[宁波中考]某废液中只含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三种溶质。为了回收金属、保护环境，小科设计了如图方案(所加试剂均过量)。下列判断正确的是( C )
A．固体a是铜
B．X一定是Na2SO4
C．溶液B中含有的盐有Ba(NO3)2、NaNO3
D．若回收到6.4g固体a，则加入的铁屑质量为5.6g
【解析】将铁加入到Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2的混合溶液中，铁能与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，即固体a是铜和过量的铁；溶液A中含有硝酸亚铁和硝酸钡，氢氧化钠能与硝酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀和硝酸钠，故过滤后得到的沉淀b是氢氧化亚铁沉淀，溶液B中含有硝酸钠、氢氧化钠和硝酸钡。要将硝酸钡转化为沉淀，可加入含有硫酸根离子或碳酸根离子的物质，如：硫酸钠、硫酸钾、碳酸钠等；溶液B中含有硝酸钠、氢氧化钠和硝酸钡，硝酸钠和硝酸钡属于盐；反应中加入的铁粉是过量的，由于固体a中除了含有铜以外，还含有铁，故若回收到6.4g固体a，则加入的铁屑质量一定大于5.6g。
2．(2019·大庆)某化学兴趣小组的同学想从含有Al2(SO4)3、CuSO4的废液中回收金属铜，设计流程如图：
(1)过滤操作中用到的所有玻璃仪器为___________________________。
(2)Ⅰ中有关反应的化学方程式为____________________________。
(3)溶液B中所含的溶质是______________；固体A的成分是________。(均填化学式)
(4)Ⅱ中加入过量的稀硫酸的目的是__________________________。
【答案】(1)漏斗、玻璃棒、烧杯 (2)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu (3)Al2(SO4)3、FeSO4 Cu、Fe (4)使铁完全反应
考点七、金属相关实验探究
1．[2018·嘉兴舟山]兴趣小组某同学在做铜与硝酸银溶液反应的实验，当观察到铜丝表面有银白色固体出现时，发现试管内溶液未显蓝色，与所学知识不符。组内同学立即展开讨论，认为溶液未显蓝色是因为铜离子的浓度太小，于是对铜离子浓度太小的原因进行了如下猜想：
猜想一：硝酸银溶液浓度不够大。
猜想二：铜丝中含有比铜活泼的金属。
猜想三：__铜与硝酸银溶液反应的时间太短(合理即可)__。
【实验验证】
(1)验证猜想一：你的方案是__其他条件不变，用浓度更大的AgNO3溶液，重复实验，观察实验现象，得出结论__。
(2)验证猜想二：取上述相同的铜丝，选择一种酸或盐溶液在相同条件下进行实验，观察实验现象，得出结论。
请你在矩形框内画出实验装置图，并标出所选物质。
(3)验证猜想三：进一步实验……
【答案】 (2)如答图所示(合理即可)。
【解析】铜与硝酸银溶液反应的时间太短，或反应速率太慢，都可能导致反应一定时间后，溶液中的铜离子浓度仍太低。(1)根据控制变量的原则。
2．请按要求完成下列金属性质的实验：
研究一：金属与酸反应过程中的能量变化。
(1)打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应________(填“吸热”或“放热”)，反应的化学方程式为__________________________。
(2)实验测得反应中产生的气体的速率(v)与时间(t)的关系如图1，请根据t1～t2时间段反应速率变化，说明化学反应速率受________等因素影响。
研究二：金属与盐溶液反应过程中的相关变化。
(1)某同学用硫酸铜溶液把“铁勺”变“铜勺”，其反应的化学方程式为____________________________。
(2)在一定量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后，如图2描述相关变化曲线，一定不正确的是________。
【答案】研究一：(1)放热 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
(2)温度 研究二：(1)CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu (2)B
3．(2019·衢州)某兴趣小组为探究锡纸中的金属成分(锡纸中以一种金属为主，其他成分对实验无干扰)，开展了以下探究活动。
【提出问题】锡纸中的金属是什么？
【建立猜想】根据锡纸有银白色金属光泽，并结合金属活动性、价格等因素，猜想其中的金属可能是锌、铁、铝、锡中的一种。
【探究过程】
步骤
活动内容
收集证据
分析并得出结论
步骤一
①查阅资料：金属锌在室温下很脆
②取锡纸反复折叠
锡纸未破损
锡纸中金属不是锌
步骤二
用磁铁靠近锡纸
锡纸没有被磁铁吸引
锡纸中金属不________
步骤三
①取锡纸条放入浓度为20%的盐酸中除去可能存在的氧化膜。当观察到________现象时，取出锡纸条并用蒸馏水清洗。
②将处理过的锡纸条放入试管中，加入饱和硫酸锌溶液，静置观察。
②中锡纸条表面无明显现象
说明锡纸中的金属活动性比较弱，则锡纸中金属不是铝，而是锡
【交流评价】
小科对实验结论提出质疑：“无明显现象”并不代表没有发生反应，因为铝与硫酸锌反应[2Al＋3ZnSO4===3Zn＋Al2(SO4)3]生成的金属锌为银白色，与铝颜色相同，因此无法得出结论。请在不改变反应原理的前提下运用定量方法完善实验方案，并根据预期结果得出相应结论：____________________________________________________________________________________________
【继续探究】运用完善后的方案进行实验，分析实验结果，得出初步结论：锡纸中金属是铝。
【解析】【探究过程】铁 锡纸表面产生较多气泡 【交流评价】取一定量锡纸，用盐酸除去可能存在的氧化膜，取出后用蒸馏水清洗并晾干，称得质量记为m1。将锡纸放入烧杯中，加入一定量饱和ZnSO4溶液浸没锡纸，充分反应后，取出锡纸用蒸馏水清洗并晾干，再次称得锡纸总质量记为m2。如果m2>m1，则锡纸中金属为铝；如果m2＝m1，则锡纸中金属为锡
考点八、金属相关计算
1．Cu与Zn的合金称为黄铜，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。某化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜的组成，取10g该黄铜样品于烧杯中，向其中分5次加入相同溶质质量分数的稀硫酸，使之充分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表：
试回答下列问题：
(1)从以上数据可知，最后剩余的5.6g固体的成分是 ；表格中，m= 。
(2)黄铜样品中锌的质量分数为 。(3)计算所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少？
【解析】(1)Cu 8.7 (2)44% (3)19.6%
2．现有氧化铜和铜的混合物，对其成分进行分析。取10 g此样品，向其中分五次加入相同溶质质量分数的稀硫酸，使之充分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表：(反应的化学方程式：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O)
试回答下列问题：
(1)上述表格中m的值为____，10 g样品中CuO的质量为____g。
(2)混合物中铜的质量分数。(精确到0.1%)
(3)计算所加入稀硫酸中溶质的质量分数。
【答案】(1)上述表格中 m 的值为__3__，10 g 样品中 CuO 的质量为__7__g。
(2)3÷10×100%＝30%
(3)设第一次反应需 H2SO4的质量为 x，第三次反应后生成 CuSO4的质量为 y。
CuO ＋ H2SO4===CuSO4 ＋ H2O
80 98
(10－8)g x x＝2.45 g
H2SO4溶液中溶质质量分数＝2.45 g H2SO4%＝12.25%
3.某样品为铜和氧化铜的混合物，为测定样品中氧化铜的含量，甲、乙、丙、丁四位同学用同一样品分别进行实验，测定的实验数据如下表。
请分析上述数据，解答下列问题：
(1)丙同学实验所用10g样品中有 ▲ g的 ▲ 参加了反应；
(2)计算混合物氧化铜的质量分数；
(3)计算硫酸溶液中的溶质质量分数。
【答案】(1) 2 CuO (2) 20% (3) 4.9%
4．某科学小组的同学们对一份固体样品进行了探究．通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们取了7.2g固体样品，用图1所示的装置继续实验，测定的部分数据如图2所示。
请计算：
(1)该样品中铁粉的质量分数。(计算结果精确到0.1%)
(2)该样品中铁元素与氧元素的质量比。
5.科学小组的同学对模拟湿法炼铜实验中得到的铁、铜固体混合物进行含量测定。称取10克固体混合物置于烧杯中，滴加一定质量分数的稀硫酸溶液，记录并绘制了如图所示的曲线。
(1)10克固体混合物中铜的质量为________克。
(2)所用稀硫酸溶液溶质的质量分数是多少？(写出计算过程)
【答案】(1)4.4
(2)根据图中数据可知，加入49克稀硫酸时消耗铁的质量为
m(Fe)=10克–7.2克=2.8克。
Fe +H2SO4=FeSO4+H2↑
56 98
2.8 m(H2SO4)
m(H2SO4)==4.9克 H2SO4%=4.9克/49克×100%=10%
6．[2018·宁波]为测定CuCl2和FeCl2组成的混合溶液中FeCl2的质量分数，进行如下实验：
①取200g混合溶液加入足量的AgNO3溶液，经过滤、洗涤、干燥、称量，得到143.5gAgCl固体；
②另取原混合溶液各200g与含有杂质的废铁屑反应(杂质不溶于水，也不参与反应)，共做了五组实验，其实验数据如表。
实验组别
一
二
三
四
五
混合溶液质量(g)
200
200
200
200
200
铁屑质量(g)
6
9
12
15
18
析出铜的质量(g)
6.4
9.6
m
16
16
请分析计算：
(1)表中第三组实验的m值为__12.8__。
(2)第__四__组实验恰好完全反应。
(3)铁屑中铁的质量分数为多少？(计算结果精确到0.1%)
(4)原混合溶液中FeCl2的质量分数为多少？(计算结果精确到0.1%)
【答案】(3)计算铁屑中铁的质量分数时选用实验②中第一组数据比较方便。
设6g铁屑中铁的质量分数为x，
Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu
56 64
6g×x 6.4g
＝，x≈93.3%。
(4)根据实验①可以计算200g混合液中氯元素的总质量。200g混合液中氯元素的总质量为×143.5g＝35.5g，
实验②中200g混合液最多能置换出16g铜，可得200g混合液中CuCl2溶质中氯元素的质量为×16g＝17.75g，
则200g混合液FeCl2溶质中氯元素的质量为：35.5g－17.75g＝17.75g，可得200g混合液中FeCl2溶质的质量为×17.75g＝31.75g，
所以200g混合液中FeCl2的质量分数为FeCl2%＝×100%≈15.9%。
考点九、天平平衡问题
1．[岳阳中考]在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相等、溶质质量分数相同的稀盐酸，然后在左边烧杯中放入镁，在右边的烧杯中放入与镁质量相等的铝。待充分反应后，下列分析错误的是( D )
A．天平保持平衡，左边烧杯中，酸没有剩余，镁可能有剩余
B．天平保持平衡，右边烧杯中，酸没有剩余，铝一定有剩余
C．天平失去平衡，左边烧杯中，酸一定剩余，镁一定没剩余
D．天平失去平衡，右边烧杯中，酸可能剩余，铝一定没剩余
【解析】根据化学方程式可得：
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑；
24 73 2
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，
54 219 6
则当天平保持平衡时，即生成的氢气质量相同，酸都没剩余，左边镁可能剩余；右边铝反应的质量比镁少，一定有剩余。当天平失去平衡时，即生成的氢气质量不同，由于镁完全反应消耗的酸少，因此左边烧杯镁一定完全反应，酸一定剩余(否则两边烧杯的酸均完全反应，天平平衡)；右边烧杯中，酸可能剩余，铝也可能剩余，也可能恰好完全反应均无剩余。
2、如下图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化是 （ D ）
A．向左偏 B．向右偏 C．先向右偏后向左偏 D．先向左偏后向右偏
【解析】由于锌的金属活动性比铁强，产生氢气的速度比铁快，所以刚开始时指针应该右偏；而最终天平的偏转情况则取决于二者生成氢气质量的多少，根据锌和稀硫酸反应的化学方程式Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑可知：每6.5g锌能够产生0.2g氢气；根据铁和硫酸反应的化学方程式：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，每5.6g铁能够生成0.2g氢气，若铁的质量为6.5克，则产生氢气的质量大于0.2g，所以可以判断最终天平指针应该向放有锌的那一边即左边偏转，故指针应先向左偏后向右偏。
考点十、金属与氧化还原
1．将N2、CO和CO2的混合气体通入足量石灰水中，再通过灼热的氧化铜后，剩余气体是( D )
A．CO2 B．CO和H2 C．N2 D．CO2和N2
【解】N2和澄清石灰水、氧化铜都不反应。原CO2气体被足量石灰水除掉，CO和CuO反应又产生新的CO2气体。因此，剩余气体为CO2和N2。
2．含有杂质的氧化铁粉末100克在高温下与一氧化碳充分反应(杂质不参加反应)，反应后称得固体质量为76克，则不纯的氧化铁粉末中氧化铁的质量分数为( D )
A．16% B．32% C．50% D．80%
【解】设不纯的氧化铁粉末中氧化铁的质量为x，根据题意得：
Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2
160 112 前后之差 48
x 前后固体之差 24克 x＝80克
不纯的氧化铁粉末中氧化铁的质量分数＝80/180×100%＝80%。
3、小科利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行试验(操作规范)来测定水的组成。(假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气，CO2忽略不计)。下列说法错误的是（ ）
A.洗气瓶B中浓硫酸的作用是干燥氢气
B.C装置中的氧化铜没有完全被还原，会影响实验结果
C.该装置存在缺陷，应该在D装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管
D.实验中，通过测定C、D装置质量的改变值，就能达到测定水的组成的目的
【答案】B 根据氢气还原氧化铜反应：H2+CuO 高温 Cu+H2O 分析得出，
C装置的作用是测出水中氧元素的质量，D装置则是测出生成的水的质量，相减就是水中氢元素的质量。以此来分析水的组成。因此与氧化铜是否完全反应无关，与反应生成氧化亚铜也没有关系。
4、按下图进行实验，已知A为H2、CO中的一种或两者的混合物，甲装置中的黑色粉末为CuO、炭粉中的一种或两者的混合物。根据下列要求，回答问题：
(1)若黑色粉末是纯净物，甲、乙、丙装置中的固体或溶液依次出现红色、蓝色、浑浊，则气体A是_________，黑色粉末为_________。
(2)若A为纯净物，反应现象与(1)同，则A是______，黑色粉末为______。
(3)若第(1)问中，乙装置的物质增重3．6g，丙装置中的物质增重4．4g，则至少需通入_________g气体。
(4)若第(2)问中，甲装置生成6．4克红色物质，乙装置中物质增重0．9克，则至少需要_________克黑色粉末。
答案：（1）H2、CO ；CuO （2）H2；CuO和炭粉 （3）3.2克 （4）8.3克
5.在学习“金属的冶炼”时，某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数，实验所取氧化铜样品质量为10g。(所含杂质不参加反应)
(1)该实验利用了一氧化碳的 性，玻璃管内观察到的现象是 。
(2)甲同学方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50g，待反应完全后再次称量，质量为54.4g。请你计算样品中氧化铜的质量分数。(一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应)
(3)乙同学方法：先称量出玻璃管及样品的总质量为m1，待反应完全后再次称量，质量为m2，利用m1-m2的值，求出样品中氧化铜的质量分数。其中m1-m2的值是指 的质量。
(4)同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外，还具有毒性。因此，本实验中还需对尾气进行处理。请你提出一种处理方法 。
【答案】(1)还原性 黑色固体变成红色
(2)设样品中 CuO 的质量为 x
CuO+CO=Δ=Cu+CO2
样品中氧化铜的质量分数：80%
(3)氧化铜中氧元素
(4)将尾气点燃(或用气囊收集后集中处理)
2020走进重高-尖子生培优集训
走进重高 化学培优12 -- 金属与氧化还原，实验探究
说明：本专题包含金属与氧化还原，实验探究10个常考点，包含近几年中考真题与模拟题，通常以探究与解答出现。高度概括了近年的高频考点，主要考察实验与探究，计算分析能力。
思维导图目录：
考 点 目 录
考点一、金属的物理性质与化学性质
考点二、金属与氧气反应与现象
考点三、金属与酸反应与活动性顺序
考点四、金属与盐的反应与活动性顺序
考点五、合金与金属的锈蚀条件的探究
考点六、金属或废弃物回收
考点七、金属相关实验探究
考点八、金属相关计算
考点九、天平平衡问题
考点十、金属与氧化还原
习 题 集 训
考点一、金属的物理性质与化学性质
1．金属的置换反应中，总是一种金属失去电子从单质成为阳离子，而另一种金属元素得到电子从其阳离子成为金属单质。则下列关于金属活动性强弱的说法正确的是( C )
A．金属活动性越强，则该金属的原子得电子能力越强
B．金属活动性越弱，则该金属的原子失电子能力越强
C．金属活动性越强，则该金属的原子失电子能力越强
D．金属活动性强弱与金属的原子得失电子能力无关
2．(2019·金华、义乌、丽水)小丽为确认所回收易拉罐的主要成分是铝还是铁，剪取金属片打磨后，设计了如图所示的两种不同方法进行检验，这样设计的依据是( D )
A．铁、铝有不同的物理性质
B．活泼金属易于氧气反应
C．排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来
D．活动性较强的金属可以把活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来
3.如图为某文化衫图案，你的美（Mg）偷走我的心（Zn）能发生，是由于镁的（ D ）
A.延展性好 B.导电性好 C.导热性好 D.金属活动性比锌强
【解析】你的美（Mg）偷走我的心（Zn）能发生，是由于镁的金属活动性比锌强，能从硫酸锌盐溶液中置换出金属锌，发生的反应为：Mg+ZnSO4=MgSO4+Zn。D选项正确。
4.下列现象和事实，可用金属活动性顺序作出合理解释的是（ C ）
①金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强；
②金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝活动性强；
③硫酸铜、石灰乳配制农药波尔多液，不宜用铁制容器；
④金属锌与稀硫酸反应速率适中，更适于实验室制取氢气。
A.①② B.③④ C.①③④ D.①②③④
【解析】①在相同条件下，金属与氧气反应时，反应条件越简单，说明该金属的活动性越强， 金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强 ，正确。
②金属铝更耐腐蚀是由于其化学性质活泼，在常温下就可以和氧气反应而形成致密的氧化膜，从而阻止进一步被氧化，而不是说明锌比铝活动性更强，错误。
③铁的活动性比铜强，所以铁能将硫酸铜中的铜，因此不能用铁桶来配制波尔多液，正确。
④锌的化学性质比较温和，和酸反应的速率适中，有利于气体的收集，更适合用于实验室制取氢气，正确。
故说法正确的有①③④。
考点二、金属与氧气反应与现象
1．下列有关物质燃烧现象的叙述中，正确的是 ( B )
A．铁丝在氧气中燃烧：火星四射，生成红色固体
B．硫粉在空气中燃烧：产生淡蓝色火焰，生成一种具有刺激性气味的气体
C．镁条在空气中燃烧：发出耀眼的白光，只生成一种黑色固体
D．红磷在空气中燃烧：发出白光，生成大量的白色烟雾
【解析】铁在氧气中燃烧生成的是黑色固体，A项错误；硫粉在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，生成一种具有刺激性气味的气体，B项正确；镁条在空气中燃烧能生成一种白色固体，C项错误；红磷在空气中燃烧产生白烟，D项错误。
2．如图为铜片A的系列变化，下列推断不正确的是( D )
A．铜片表面上的黑色物质是CuO
B．方法1发生的反应类型是置换反应
C．方法2中现象为铜片上的黑色物质逐渐溶解，溶液变为蓝色
D．若方法1、方法2均完全反应，则铜片A、B、C的质量相等
3. 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以和许多物质发生反应：
（1）上述三个反应的相同点是 （多选，填序号）。
A．都是化合反应 B．都是氧化反应 C．生成物都是固体
D．都需要点燃 E. 都是非金属与氧气反应 F．都伴随有发光、放热的现象
（2）在做甲、丙两个实验时，事先都需在集气瓶底部装有少量水，其作用分别是：甲 ，丙 。
（3）做实验乙和丙时，红磷、硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈；做实验甲时，铁丝在氧气中剧烈燃烧，而在空气中只是发红并未燃烧。据此，说明可燃物能否燃烧或燃烧的剧烈程度与 有关。
（4）将装置乙改装为如图丁所示装置还可用于测定空气中氧气的体积分数：经测定，集气瓶的容积为250mL，在此实验中，观察到量筒中减少的水的体积为50mL，则空气中氧气的体积分数为 ，在保证整个装置不漏气的前提下，所用红磷的量必须 ，如果未冷却到室温便打开弹簧夹观察量筒内减少的水的体积，则实验结果将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。实验完毕后，集气瓶内残余的气体主要是 （填化学符号）。如果将上述实验中的红磷换成木炭，严格按操作步骤进行实验，并未发现倒吸现象，其原因是 ，若将量筒中的水换成 ，可以达到理想的效果。反思此实验的探究过程，用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是（答一条） 。
【答案】（1）A、B、D、F （2）防止生成物溅落后，炸裂瓶底 吸收生成的气体，避免污染空气
（3）氧气的浓度
（4）20% 足量 偏小 N2 木炭燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳，瓶内气体体积无明显减小 氢氧化钠溶液 药品与氧气反应生成物最好是固体
考点三、金属与酸反应与活动性顺序
1．把某稀硫酸分为等体积的两份，放入两个烧杯中，分别加入等质量的甲、乙两种金属，反应后金属都没有剩余。产生H2的质量随时间变化的趋势如图。下列说法正确的是 ( D )
A．甲的活动性比乙强
B．甲的相对原子质量一定比乙小
C．反应消耗等质量的硫酸
D．反应消耗等质量的金属
【解析】根据题意，金属全部反应，酸有剩余，只能找金属与氢气之间的关系式，根据化学方程式计算可知道金属的质量相同时，生成氢气的质量与金属相对原子质量和金属化合价数的倒数的乘积成反比，且金属越活泼反应越快(即相同时间放出H2越多)。
2．(2019·绍兴)将质量均为10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( D )
3．(2019·广东)取一定量打磨后的铝片于某容器中，再逐渐加入稀盐酸。加入稀盐酸的质量与有关量的变化关系图错误的是( B )
4．等质量的镁和锌(均粉末状)分别置于试管中，用相同的滴管向两烧杯逐滴滴加质量分数相等的稀硫酸到过量。图中变化趋势正确的是( C )
【解析】注意本题的四个曲线图中的横坐标为滴加的硫酸质量，而不是时间。
5．(2019·济宁)相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属，分別与足量的、质量相同、质量分数相同的稀H2SO4充分反应，生成氢气与消耗稀H2SO4的质量关系见右图，分析图像所得的结论中，不正确的是( A )
A．三种金属的活动性顺序：Mg＞Fe＞Zn
B．三种金属的相对原子质量：Mg＜Fe＜Zn
C．三种金属消耗稀H2SO4的质量：Mg＞Fe＞Zn
D．三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量：Mg＜Fe＜Zn
6．(2018·自贡)现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为＋2价)。则下列说法中错误的是( C )
A．金属活动性：乙＞甲＞丙
B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙
C．相对原子质量：乙＞丙＞甲
D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙
7．[重庆中考A卷]两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁，然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸，产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是( D )
A．该图反映出镁比锌的金属活动性强
B．a点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应
C．b点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同
D．c点时，两个烧杯中都有金属剩余
8．(2019·新疆)小明将未打磨的铝片和稀盐酸放入密闭容器中，用传感器探究反应过程中温度和压强的变化，如图所示。从图中所获信息不正确的是( B )
A．反应过程中有热量放出
B．50s时，溶液中溶质为AlCl3
C．0～50s，发生Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O反应
D．100～140s，压强减小是因为温度降低
9．[2018·黄石]现有甲、乙、丙三种金属，先将三者分别加入到稀硫酸中，只有乙金属表面有气泡生成；再将甲加入到丙的盐溶液中，无明显变化。据此判断三种金属的活动性由强到弱的顺序是( C )
A．甲＞乙＞两 B．甲＞丙＞乙
C．乙＞丙＞甲 D．丙＞甲＞乙
【解析】只有乙金属表面有气泡生成，说明乙排在氢前面，甲和丙排在氢后面，乙比甲和丙活泼；再将甲加入到丙的盐溶液中，无明显变化，说明丙比甲活泼。所以三种金属的活动性由强到弱的顺序是乙>丙>甲。
10．[2018·杭州江干区三模]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 ( B )
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
【解析】虽然Cu的活动性比Ag强，但都排在H后面，都不能置换出酸中的H，只用盐酸无法探究两者活动性强弱。当溶液中溶质种类为1种时，即溶液中只含有硝酸锌溶质，则置换出来的金属为银和铜两种。c～d间(不含两点)，锌已全部置换出银，且置换出了部分铜，所以溶液中金属离子为Zn2＋、Cu2＋。从m1变化到m2时，65份质量的锌置换出216份质量的银，溶液的总质量减小，而硝酸铜溶质质量不变，所以溶液中硝酸铜的质量分数变大。
11．[2018·淮安]某课外活动小组进行验证锌与铁的金属活动性的实验探究，实验过程如图所示。
(1)相同条件下，取等质量锌粉、铁粉，根据图示进行实验，实验过程中，观察到锌粉表面产生气泡的速率比铁粉快，由此得到的结论是__锌比铁活泼__。
(2)实验结束后，发现U形管两边的金属粉末均无剩余，则硫酸剩余的情况可能是__AB__(填字母)。
A．左、右两边均有剩余 B．左边有剩余，右边无剩余
C．左、右两边均无剩余 D．左边无剩余，右边有剩余
12．[衢州中考]整理实验器材时，小柯将还在反应的锌和稀硫酸的残留物，倒入有少量硫酸铜溶液的废液缸中，观察到锌粒表面产生气泡的速度大大加快。对此他十分好奇：与硫酸铜溶液混合怎么会加快锌和稀硫酸的反应速度？
查阅资料：①相互接触的两种活动性不同的金属，同时放入酸中，活动性较强的金属与酸反应产生氢气的速度会大大加快。②硫酸铜对锌和稀硫酸反应没有催化作用。
小柯按下表进行实验，观察并记录现象。
组别
第一组
第二组
A
B
C
D
金属
锌片
绑有铜片的锌片
铁片
绑有铜片的铁片
30%硫酸溶液(mL)
20
？
20
20
产生气泡快慢
快
明显加快
慢
明显加快
(1)B组实验中“？”处的数据应为__20__。
(2)为了定量比较产生气体的快慢，可以测量“收集相同体积的氢气所需的时间”或测量__相同时间内收集到氢气的体积__，然后进行比较。
(3)请推测与废液缸中少量硫酸铜溶液混合后，锌粒与稀硫酸反应速度加快的原因：__硫酸铜与锌发生置换反应产生的铜附着在锌粒表面，加快了锌与稀硫酸的反应速度__。
【解析】(1)探究实验中应遵循控制变量原则，即除探究因素外，其他影响反应速度的因素都相同。
13．(2019·台州)金属与酸的反应属于放热反应，其反应速率除受反应物的性质影响外，还受温度、酸的质量分数、固体表面积大小等因素影响。现探究酸的质量分数对反应速率的影响，实验室提供秒表、图甲器材和颗粒均匀的锌粒、铁片、铜片、2%稀盐酸、4%稀盐酸、2%稀硫酸、碎冰、水等药品。
(1)请选择合适器材和药品，设计实验写出步骤(可配图说明)。
(2)实验结论：其他条件都相同时，酸的质量分数越大，反应越快。图乙是某资料中铁与2%稀硫酸在恒温条件下，生成氢气体积随时间变化的图像。请根据实验结论，对曲线进行适当的修改(在图乙上用实线画出)，使其更合理。
【解析】(1)答题要点：①检查装置气密性；②控制反应恒温进行；③药品的选择能体现控制变量；④测量因变量的方法正确；⑤能体现避免实验偶然性；⑥操作步骤顺序合理。
示例：①检查气密性：连接试管和广口瓶，往漏斗中加水，液面不持续下降；(只回答“检查装置气密性”也可)。②装药品：在烧杯中加入碎冰和一定量的水，往试管中装入锌粒，把试管放入烧杯内的冰水中，用铁架台固定，连接好其他装置。③开始反应和测量：打开止水夹，往漏斗中倒入一定量的2%稀盐酸，记录一定时间内量筒中的水量(或“记录量筒中的水达到一定体积时所需的时间”等合理均可)。④取等量的锌粒与4%稀盐酸进行反应，重复上述实验。⑤用铁片代替锌粒，重复上述实验(或“多次实验”等能体现避免实验偶然性的均可)
(2)如图[画图要求：能体现氢气产生的速度是先快后慢(2分)，最后不变(1分)且与虚线相平]
14．在学习了金属的化学性质后，科学老师布置了一项课外学习任务：调查化工颜料店出售的涂料添加剂“银粉”是什么金属？某学习小组通过调查，分别获得了“银粉”是银粉、铝粉、锌粉这三种不同结果。为了确定究竟是哪一种金属，学习小组同学将一小包“银粉”带回实验室，进行了如下实验和分析。(相关反应的化学方程式为：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑)
(1)取少量“银粉”于试管中，滴加适量盐酸，发现____________________________，说明“银粉”一定不是银。
(2)为了进一步确定“银粉”是铝还是锌，学习小组通过理论计算，获得两种金属分别与足量盐酸反应时，产生的氢气与金属的质量关系，并绘制成如图所示图像。在绘制锌的图像时，a点所对应的锌的质量m为多少？(通过计算回答)
(3)取1.8克“银粉”(杂质忽略不计)加入到50克稀盐酸中，恰好完全反应，生成氢气0.2克。根据上图可知，“银粉”是________。
(4)计算实验中所用稀盐酸的溶质质量分数。
【解析】(1)“银粉”表面有气泡产生 (2)设a点所对应的金属锌的质量为x。
Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 2
x 0.2克
＝ x＝6.5克
答：a点所对应的金属锌的质量m为6.5克。
(3)铝(或Al)
(4)设实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为P%。
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
219 6
50克×P% 0.2克
＝ P%＝14.6%
答：实验中所用稀盐酸的溶质质量分数为14.6%。
考点四、金属与盐的反应与活动性顺序
1．[2018·兰州]利用下列试剂之间的反应现象，能验证 Fe、 Cu、 Ag 金属活动性强弱顺序的是( B )
A．Fe、Cu、AgNO3溶液
B．Fe、CuSO4溶液、Ag
C．FeSO4溶液、CuSO4溶液、Ag
D．Fe、CuSO4溶液、AgNO3溶液
【解析】验证三种金属活动性顺序类问题时，一般采取“三取中”的方法进行设计实验，即选取活动性位于中间的那种金属的单质与另两种金属盐的水溶液反应；或取中间金属盐的水溶液与另两种金属的单质进行反应。Fe、Cu均能与AgNO3溶液反应，只能说明活动性Fe＞Ag，Cu＞Ag，但无法确定Fe、Cu的活动性强弱；Fe能与硫酸铜溶液反应，Ag不与CuSO4溶液反应，说明活动性Fe＞Cu＞Ag；Ag与FeSO4溶液、CuSO4 溶液均不反应，只能说明活动性Fe＞Ag，Cu＞Ag；Fe与CuSO4 溶液、AgNO3 溶液都反应，只能说明活动性Fe＞Cu，Fe＞Ag。
2．(2019·邵阳)现有X、Y两种金属，分别把它们插入到Cu(NO3)2溶液中，一段时间后，在X表面有红色固体析出，在Y表面无明显变化，则上述金属的活动性顺序是( D )
A．X＞Y＞Cu B．Y＞Cu＞X
C．Cu＞X＞Y D．X＞Cu＞Y
3．[2018·益阳]向 AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2 的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，滤液呈蓝色。下列判断正确的是( D )
A．滤液中可能有 Fe(NO3)3、Mg(NO3)2和 Cu(NO3)2
B．向滤渣中加入稀盐酸，可能有气泡产生
C．与原溶液相比，滤液的质量可能增大
D．向滤液中滴入稀盐酸，可能会有白色沉淀出现
【解析】由于镁、铁、铜、银的金属活动性顺序是镁＞铁＞铜＞银。把一定量的铁放到AgNO3、Cu(NO2)2、Mg(NO3)2 的混合溶液中，铁首先和AgNO3反应，再和Cu(NO3)2反应，而不能与Mg(NO3)2反应，充分反应后过滤，滤液呈蓝色，说明Cu(NO3)2没有全部参与反应或未反应，即滤渣中不可能有铁，一定有不活泼的金属银，可能有铜，铁和硝酸银反应生成银的同时也生成了硝酸亚铁，因此在滤液中一定有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2，还有生成的Fe(NO3)2，可能还有剩余的AgNO3。向滤渣中加入稀盐酸，不可能有气泡产生；铁与硝酸银、硝酸铜反应都会使溶液的质量减小；由分析可知，滤液中可能还有剩余的AgNO3，向滤液中滴入稀盐酸，可能会有氯化银白色沉淀出现。
4．(2018·衢州)小柯为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如图甲所示的实验。实验后把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙)，发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤。滤液中含有的金属离子可能的组成有( C )
①Mg2＋ ②Mg2＋和Fe2＋ ③Fe2＋和Cu2＋ ④Mg2＋、Fe2＋和Cu2＋
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
5．[2018·杭州余杭区一模]小金欲利用铝和铜的盐溶液反应来制取铜，他做了三个实验，并将现象记录在表格内，关于这三个实验现象分析错误的是( A )
实验一：未打磨的铝片浸入10mL 10%硫酸铜溶液
实验二：打磨的铝片浸入10mL 10%硫酸铜溶液
实验三：未打磨的铝片浸入10mL 10%氯化铜溶液
一段时间内无明显现象
产生很多气泡，铝片上有疏松的紫红色物质
产生许多气泡，铝片上有疏松的紫红色物质
A. 验一能说明铝不能与硫酸铜溶液反应
B．实验二紫红色物质是铜，对应反应的化学方程式是2Al＋3CuSO4=== Al2(SO4)3＋3Cu
C．实验一铝片表面的氧化物阻碍了铝和硫酸铜溶液反应
D．实验一和三现象差异很大，跟硫酸铜溶液和氯化铜溶液中含有不同的酸根离子有关
【解析】铝片表面有致密的氧化铝保护膜，直接浸入硫酸铜溶液中时，保护膜会影响铝与硫酸铜的反应。
6．[杭州中考]在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜)，往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条，观察到如下现象：
①镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质，经检验发现生成的固体物质中有单质银；
②镁条表面有明显的气泡现象，经检验发现气泡中有氢气。
对于上述实验现象的分析错误的是( C )
A．镁能从硝酸银溶液中置换出银
B．镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气
C．镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3＋Mg===Mg(NO3)2＋2Ag
D．根据该实验可判断镁比银活动性强
【解析】通过分析可知，镁既会置换出硝酸银中的银，也能和硝酸银溶液反应生成氢气。
7．(2019·齐齐哈尔)向硝酸铜、硝酸银和硝酸镁的混合溶液中加入一定质量的金属锌，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，以下推断正确的是( C )
A．若滤液为蓝色，则滤渣中一定有银和铜
B．若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成，则滤渣中一定有银和铜
C．若向滤渣中加入稀盐酸有气泡生成，则滤液中只含有硝酸镁和硝酸锌
D．若反应前加入的金属锌的质量和反应后滤渣的质量相等，则滤渣中一定不含锌和镁
8．[2018·衢州]小柯为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如图甲所示的实验。实验后把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙)，发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤。滤液中含有的金属离子可能的组成有( C )
①Mg2＋ ②Mg2＋和Fe2＋ ③Fe2＋和Cu2＋ ④Mg2＋、Fe2＋和Cu2＋
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
【解析】本题中，铁只能置换铜而不能置换镁。甲实验后都倒入乙烧杯时，有两种可能：一是铁粉充足，完全置换出铜，此时溶液中只有Mg2＋和Fe2＋两种离子；二是铁粉不足，只能置换出部分铜，此时溶液中有Mg2＋、Fe2＋和Cu2＋三种离子。
9．(2019·河北)将一定量的铁粉加入到含有Cu(NO3)2和AgNO3的废液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生。下列判断正确的是( C )
A．滤渣中一定含有Ag和Cu，滤液中一定含有Fe(NO3)2
B．滤渣中一定不含Fe，滤液中一定含有Fe(NO3)2和Cu(NO3)2
C．滤渣中一定含有Ag，滤液中可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
D．滤渣中一定含有Ag和Cu，滤液中可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
10．(2019·攀枝花)为了从含有FeSO4、CuSO4的工业废水中回收Cu和硫酸亚铁晶体，某学习小组设计并完成了以下实验。
下列说法正确的是( B )
A．固体X中只含有Cu
B．试剂B是稀硫酸
C．溶液Z中的溶质为FeSO4和CuSO4
D．操作Ⅰ用到的玻璃仪器只有烧杯和玻璃棒
11．[2018·昆明]向AgNO3和 Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn、Fe和Cu的混合粉末，充分反应后过滤，洗涤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的有( C )
①滤渣中一定有Ag，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；
②当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Cu、Ag，一定没有Zn、Fe；
③向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，可能有Zn；
④向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，则滤液中一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
【解析】①滤渣中一定有锌和硝酸银反应生成的Ag，当混合溶液中AgNO3的量足够多时，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；②当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Ag，不一定有Cu，这是因为滤液为蓝色时，溶液中可能含有Ag＋，若Ag＋过量，则滤渣中不含Cu；③向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，由于几种金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞(H)＞Cu＞Ag，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，若Zn过量，则滤渣中可能有Zn；④向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，说明滤液中一定没有AgNO3，一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，由于K的金属活动性比Zn强，所以滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。
12．[绍兴义乌中考]往硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中缓慢连续加入质量为m的锌粉，溶液中析出固体质量与参加反应的锌粉质量关系如图所示，下列说法中正确的是( C )
A．c点对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋和Cu2＋
B．bc段(不含两端点)析出的金属是Fe
C．ab段(不含两端点)对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋和Fe2＋
D．若bc段和cd段中析出固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1＞m2
【解析】①锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银(a～b)，②然后和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜(b～c)，③最后与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁(c～d)。c点①②反应结束，溶液中没有铜离子、银离子，对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋和Fe2＋；bc段，发生的是反应②(不含两端点)，析出的金属是铜；ab段(不含两端点)，硝酸银没有反应完，对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋、Fe2＋；bc段反应的锌和铜的质量比为65∶64，cd段反应中锌和铁的质量比为65∶56。如果析出固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1＜m2。
13．(2018·德阳)向一定量的硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入5.6g铁粉，充分反应后过滤、洗涤、干燥，称得固体14g。向固体中加入稀盐酸，无气泡产生。则下列分析正确的是( A )
A．滤液中一定不含有硝酸银
B．滤液中一定含有硝酸铜
C．滤出的固体中含有银7.6g
D．滤出的固体中含有铜6.4g
14．(2019·十堰)为探究金属活动性顺序，学习小组设计并进行实验Ⅰ和Ⅱ。实验结束，将两实验的废液全部倒入一洁净烧杯中，反应后得到溶液A和固体B。实验过程及现象如图所示：
据此得出以下结论：①通过实验Ⅰ和Ⅱ能验证Al、Ag、Cu的金属活动性顺序；②实验反应后固体B中一定含有Cu；③若A是无色溶液，A中可能含有AgNO3；④若A呈蓝色，溶液A中至少有两种溶质；⑤若A呈蓝色，固体B中一定不含Cu。其中正确结论的个数有( B )
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
15．(2018·襄阳)向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，反应过程中，测得混合物中溶液的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。有关该反应过程中的下列说法正确的是( B )
A．a点，向溶液中滴加稀盐酸，无白色沉淀
B．c点，向过滤后得到的固体中滴加稀盐酸，无气泡产生
C．d点，溶液中的溶质为Fe(NO3)2和Cu(NO3)2
D．e点，过滤后得到的固体中只含有2种物质
16．小科在学习金属活动性顺序后，知道钾、钙、钠金属活动性特别强，能与水反应生成碱和氢气。他想镁紧排在钠后面，它是否也能与水反应呢？于是小科在两个烧杯中，分别加入等量的冷水和镁条，用酚酞指示剂。实验过程和现象如图：
(1)小科得出的实验结论是__镁不能与冷水反应但能与热水反应__。
(2)小科发现B试管放置在空气中一会儿，溶液的红色会褪色，这说明溶液的碱性减弱了。于是他大胆作出了一个猜想并设计了验证方案：
猜想
验证方案
可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降低，溶解度变小，从而导致溶液碱性的减弱。
将褪色后的溶液__加热__，如果溶液变红，说明小科的猜想正确。
小科通过实验证明了自己的猜想是正确的。
(3)一段时间后，小科观察到镁条在热水中无现象，但当他想到实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应时，便有了解释。他的解释是__镁条表面覆盖有难溶于水的氢氧化镁阻止了反应的发生__。
考点五、合金与金属的锈蚀条件的探究
1．[2018·广安改编]我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800℃，得到一种外形似金子的锌铜合金(俗称黄铜)。下列说法正确的是( C )
A．Cu2O中铜的化合价为＋2价
B．黄铜熔点处在铜与锌的熔点之间
C．该变化过程中没有复分解反应
D．通过观察颜色可鉴别金子与黄铜
【解析】黄铜是铜和锌的合金，合金的熔点比组成纯金属的熔点低，所以黄铜熔点比铜与锌的熔点都低；炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800℃，可能发生的反应有碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳，碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，碳与氧化亚铜反应生成铜和二氧化碳；黄铜与金子的外观颜色非常相似，不能通过观察颜色鉴别金子与黄铜。
2．(2019·常州)按如图装置进行实验，一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置是( B )
A．a处 B．b处 C．c处 D．三处同样严重
3．[2018·天门]图甲中铁钉A长期放置于空气中可能生锈变成B，图乙是A和B可发生的一系列化学反应，图中“→”表示一种物质可以转化成另一种物质，请根据图示完成相关问题：
(1)图中反应②的化学方程式为__Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O__；反应③的化学方程式为__Fe2(SO4)3＋6NaOH===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4__。
(2)自选反应物，写出满足图中反应④的化学方程式：__Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑(合理即可)__。
【解析】氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钠，氢氧化铁加热会生成氧化铁和水，铁和盐、酸反应会生成亚铁盐。
4．[2018·杭州]小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：
步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好，药品如图所示)；待U形管内充满O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mL O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。
步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如表所示。
观察对象
现象
①干燥的普通铁丝
没有明显变化
②潮湿的普通铁丝
较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝
没有明显变化
(1)步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是__将带火星的木条放置在b导管口，若木条复燃，则证明U形管内已充满O2__。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是__观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少)__。
(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是__水分和金属的内部结构__。
【解析】(1)从a口通入氧气，若想知道是否充满氧气，则需要在b出口处检查是否有氧气逸出，则在b出口放带火星的木条即可检查是否充满。(2)注射器中有氧气，若生锈需要氧气参加，则注射器内的压强会减小，现象是活塞向左移动。(3)对比表格中的记录，可知铁生锈除了需要氧气，还需要水分和金属的内部结构满足条件。
5．在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈的条件探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。
【实验结论】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积 减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的__氧气和水蒸气__(填名称)发生反应的结果。
【实验思考】
(1)当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的__1/5(或21%)__。
(2)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和__试管内空气体积减小(或试管内液面上升)__两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
(3)用完的菜刀要擦干存放，理由：__除去水，防止生锈__。
(4)铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是__铝表面易生成一层致密的氧化物保护膜，阻止铝进一步反应__。
考点六、金属或废弃物回收
1．[宁波中考]某废液中只含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三种溶质。为了回收金属、保护环境，小科设计了如图方案(所加试剂均过量)。下列判断正确的是( C )
A．固体a是铜
B．X一定是Na2SO4
C．溶液B中含有的盐有Ba(NO3)2、NaNO3
D．若回收到6.4g固体a，则加入的铁屑质量为5.6g
【解析】将铁加入到Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2的混合溶液中，铁能与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，即固体a是铜和过量的铁；溶液A中含有硝酸亚铁和硝酸钡，氢氧化钠能与硝酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀和硝酸钠，故过滤后得到的沉淀b是氢氧化亚铁沉淀，溶液B中含有硝酸钠、氢氧化钠和硝酸钡。要将硝酸钡转化为沉淀，可加入含有硫酸根离子或碳酸根离子的物质，如：硫酸钠、硫酸钾、碳酸钠等；溶液B中含有硝酸钠、氢氧化钠和硝酸钡，硝酸钠和硝酸钡属于盐；反应中加入的铁粉是过量的，由于固体a中除了含有铜以外，还含有铁，故若回收到6.4g固体a，则加入的铁屑质量一定大于5.6g。
2．(2019·大庆)某化学兴趣小组的同学想从含有Al2(SO4)3、CuSO4的废液中回收金属铜，设计流程如图：
(1)过滤操作中用到的所有玻璃仪器为___________________________。
(2)Ⅰ中有关反应的化学方程式为____________________________。
(3)溶液B中所含的溶质是______________；固体A的成分是________。(均填化学式)
(4)Ⅱ中加入过量的稀硫酸的目的是__________________________。
【答案】(1)漏斗、玻璃棒、烧杯 (2)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu (3)Al2(SO4)3、FeSO4 Cu、Fe (4)使铁完全反应
考点七、金属相关实验探究
1．[2018·嘉兴舟山]兴趣小组某同学在做铜与硝酸银溶液反应的实验，当观察到铜丝表面有银白色固体出现时，发现试管内溶液未显蓝色，与所学知识不符。组内同学立即展开讨论，认为溶液未显蓝色是因为铜离子的浓度太小，于是对铜离子浓度太小的原因进行了如下猜想：
猜想一：硝酸银溶液浓度不够大。
猜想二：铜丝中含有比铜活泼的金属。
猜想三：__铜与硝酸银溶液反应的时间太短(合理即可)__。
【实验验证】
(1)验证猜想一：你的方案是__其他条件不变，用浓度更大的AgNO3溶液，重复实验，观察实验现象，得出结论__。
(2)验证猜想二：取上述相同的铜丝，选择一种酸或盐溶液在相同条件下进行实验，观察实验现象，得出结论。
请你在矩形框内画出实验装置图，并标出所选物质。
(3)验证猜想三：进一步实验……
【答案】 (2)如答图所示(合理即可)。
【解析】铜与硝酸银溶液反应的时间太短，或反应速率太慢，都可能导致反应一定时间后，溶液中的铜离子浓度仍太低。(1)根据控制变量的原则。
2．请按要求完成下列金属性质的实验：
研究一：金属与酸反应过程中的能量变化。
(1)打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应________(填“吸热”或“放热”)，反应的化学方程式为__________________________。
(2)实验测得反应中产生的气体的速率(v)与时间(t)的关系如图1，请根据t1～t2时间段反应速率变化，说明化学反应速率受________等因素影响。
研究二：金属与盐溶液反应过程中的相关变化。
(1)某同学用硫酸铜溶液把“铁勺”变“铜勺”，其反应的化学方程式为____________________________。
(2)在一定量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后，如图2描述相关变化曲线，一定不正确的是________。
【答案】研究一：(1)放热 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
(2)温度 研究二：(1)CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu (2)B
3．(2019·衢州)某兴趣小组为探究锡纸中的金属成分(锡纸中以一种金属为主，其他成分对实验无干扰)，开展了以下探究活动。
【提出问题】锡纸中的金属是什么？
【建立猜想】根据锡纸有银白色金属光泽，并结合金属活动性、价格等因素，猜想其中的金属可能是锌、铁、铝、锡中的一种。
【探究过程】
步骤
活动内容
收集证据
分析并得出结论
步骤一
①查阅资料：金属锌在室温下很脆
②取锡纸反复折叠
锡纸未破损
锡纸中金属不是锌
步骤二
用磁铁靠近锡纸
锡纸没有被磁铁吸引
锡纸中金属不________
步骤三
①取锡纸条放入浓度为20%的盐酸中除去可能存在的氧化膜。当观察到________现象时，取出锡纸条并用蒸馏水清洗。
②将处理过的锡纸条放入试管中，加入饱和硫酸锌溶液，静置观察。
②中锡纸条表面无明显现象
说明锡纸中的金属活动性比较弱，则锡纸中金属不是铝，而是锡
【交流评价】
小科对实验结论提出质疑：“无明显现象”并不代表没有发生反应，因为铝与硫酸锌反应[2Al＋3ZnSO4===3Zn＋Al2(SO4)3]生成的金属锌为银白色，与铝颜色相同，因此无法得出结论。请在不改变反应原理的前提下运用定量方法完善实验方案，并根据预期结果得出相应结论：____________________________________________________________________________________________
【继续探究】运用完善后的方案进行实验，分析实验结果，得出初步结论：锡纸中金属是铝。
【解析】【探究过程】铁 锡纸表面产生较多气泡 【交流评价】取一定量锡纸，用盐酸除去可能存在的氧化膜，取出后用蒸馏水清洗并晾干，称得质量记为m1。将锡纸放入烧杯中，加入一定量饱和ZnSO4溶液浸没锡纸，充分反应后，取出锡纸用蒸馏水清洗并晾干，再次称得锡纸总质量记为m2。如果m2>m1，则锡纸中金属为铝；如果m2＝m1，则锡纸中金属为锡
考点八、金属相关计算
1．Cu与Zn的合金称为黄铜，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。某化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜的组成，取10g该黄铜样品于烧杯中，向其中分5次加入相同溶质质量分数的稀硫酸，使之充分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表：
试回答下列问题：
(1)从以上数据可知，最后剩余的5.6g固体的成分是 ；表格中，m= 。
(2)黄铜样品中锌的质量分数为 。(3)计算所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少？
【解析】(1)Cu 8.7 (2)44% (3)19.6%
2．现有氧化铜和铜的混合物，对其成分进行分析。取10 g此样品，向其中分五次加入相同溶质质量分数的稀硫酸，使之充分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表：(反应的化学方程式：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O)
试回答下列问题：
(1)上述表格中m的值为____，10 g样品中CuO的质量为____g。
(2)混合物中铜的质量分数。(精确到0.1%)
(3)计算所加入稀硫酸中溶质的质量分数。
【答案】(1)上述表格中 m 的值为__3__，10 g 样品中 CuO 的质量为__7__g。
(2)3÷10×100%＝30%
(3)设第一次反应需 H2SO4的质量为 x，第三次反应后生成 CuSO4的质量为 y。
CuO ＋ H2SO4===CuSO4 ＋ H2O
80 98
(10－8)g x x＝2.45 g
H2SO4溶液中溶质质量分数＝2.45 g H2SO4%＝12.25%
3.某样品为铜和氧化铜的混合物，为测定样品中氧化铜的含量，甲、乙、丙、丁四位同学用同一样品分别进行实验，测定的实验数据如下表。
请分析上述数据，解答下列问题：
(1)丙同学实验所用10g样品中有 ▲ g的 ▲ 参加了反应；
(2)计算混合物氧化铜的质量分数；
(3)计算硫酸溶液中的溶质质量分数。
【答案】(1) 2 CuO (2) 20% (3) 4.9%
4．某科学小组的同学们对一份固体样品进行了探究．通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们取了7.2g固体样品，用图1所示的装置继续实验，测定的部分数据如图2所示。
请计算：
(1)该样品中铁粉的质量分数。(计算结果精确到0.1%)
(2)该样品中铁元素与氧元素的质量比。
5.科学小组的同学对模拟湿法炼铜实验中得到的铁、铜固体混合物进行含量测定。称取10克固体混合物置于烧杯中，滴加一定质量分数的稀硫酸溶液，记录并绘制了如图所示的曲线。
(1)10克固体混合物中铜的质量为________克。
(2)所用稀硫酸溶液溶质的质量分数是多少？(写出计算过程)
【答案】(1)4.4
(2)根据图中数据可知，加入49克稀硫酸时消耗铁的质量为
m(Fe)=10克–7.2克=2.8克。
Fe +H2SO4=FeSO4+H2↑
56 98
2.8 m(H2SO4)
m(H2SO4)==4.9克 H2SO4%=4.9克/49克×100%=10%
6．[2018·宁波]为测定CuCl2和FeCl2组成的混合溶液中FeCl2的质量分数，进行如下实验：
①取200g混合溶液加入足量的AgNO3溶液，经过滤、洗涤、干燥、称量，得到143.5gAgCl固体；
②另取原混合溶液各200g与含有杂质的废铁屑反应(杂质不溶于水，也不参与反应)，共做了五组实验，其实验数据如表。
实验组别
一
二
三
四
五
混合溶液质量(g)
200
200
200
200
200
铁屑质量(g)
6
9
12
15
18
析出铜的质量(g)
6.4
9.6
m
16
16
请分析计算：
(1)表中第三组实验的m值为__12.8__。
(2)第__四__组实验恰好完全反应。
(3)铁屑中铁的质量分数为多少？(计算结果精确到0.1%)
(4)原混合溶液中FeCl2的质量分数为多少？(计算结果精确到0.1%)
【答案】(3)计算铁屑中铁的质量分数时选用实验②中第一组数据比较方便。
设6g铁屑中铁的质量分数为x，
Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu
56 64
6g×x 6.4g
＝，x≈93.3%。
(4)根据实验①可以计算200g混合液中氯元素的总质量。200g混合液中氯元素的总质量为×143.5g＝35.5g，
实验②中200g混合液最多能置换出16g铜，可得200g混合液中CuCl2溶质中氯元素的质量为×16g＝17.75g，
则200g混合液FeCl2溶质中氯元素的质量为：35.5g－17.75g＝17.75g，可得200g混合液中FeCl2溶质的质量为×17.75g＝31.75g，
所以200g混合液中FeCl2的质量分数为FeCl2%＝×100%≈15.9%。
考点九、天平平衡问题
1．[岳阳中考]在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相等、溶质质量分数相同的稀盐酸，然后在左边烧杯中放入镁，在右边的烧杯中放入与镁质量相等的铝。待充分反应后，下列分析错误的是( D )
A．天平保持平衡，左边烧杯中，酸没有剩余，镁可能有剩余
B．天平保持平衡，右边烧杯中，酸没有剩余，铝一定有剩余
C．天平失去平衡，左边烧杯中，酸一定剩余，镁一定没剩余
D．天平失去平衡，右边烧杯中，酸可能剩余，铝一定没剩余
【解析】根据化学方程式可得：
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑；
24 73 2
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，
54 219 6
则当天平保持平衡时，即生成的氢气质量相同，酸都没剩余，左边镁可能剩余；右边铝反应的质量比镁少，一定有剩余。当天平失去平衡时，即生成的氢气质量不同，由于镁完全反应消耗的酸少，因此左边烧杯镁一定完全反应，酸一定剩余(否则两边烧杯的酸均完全反应，天平平衡)；右边烧杯中，酸可能剩余，铝也可能剩余，也可能恰好完全反应均无剩余。
2、如下图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化是 （ D ）
A．向左偏 B．向右偏 C．先向右偏后向左偏 D．先向左偏后向右偏
【解析】由于锌的金属活动性比铁强，产生氢气的速度比铁快，所以刚开始时指针应该右偏；而最终天平的偏转情况则取决于二者生成氢气质量的多少，根据锌和稀硫酸反应的化学方程式Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑可知：每6.5g锌能够产生0.2g氢气；根据铁和硫酸反应的化学方程式：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，每5.6g铁能够生成0.2g氢气，若铁的质量为6.5克，则产生氢气的质量大于0.2g，所以可以判断最终天平指针应该向放有锌的那一边即左边偏转，故指针应先向左偏后向右偏。
考点十、金属与氧化还原
1．将N2、CO和CO2的混合气体通入足量石灰水中，再通过灼热的氧化铜后，剩余气体是( D )
A．CO2 B．CO和H2 C．N2 D．CO2和N2
【解】N2和澄清石灰水、氧化铜都不反应。原CO2气体被足量石灰水除掉，CO和CuO反应又产生新的CO2气体。因此，剩余气体为CO2和N2。
2．含有杂质的氧化铁粉末100克在高温下与一氧化碳充分反应(杂质不参加反应)，反应后称得固体质量为76克，则不纯的氧化铁粉末中氧化铁的质量分数为( D )
A．16% B．32% C．50% D．80%
【解】设不纯的氧化铁粉末中氧化铁的质量为x，根据题意得：
Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2
160 112 前后之差 48
x 前后固体之差 24克 x＝80克
不纯的氧化铁粉末中氧化铁的质量分数＝80/180×100%＝80%。
3、小科利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行试验(操作规范)来测定水的组成。(假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气，CO2忽略不计)。下列说法错误的是（ ）
A.洗气瓶B中浓硫酸的作用是干燥氢气
B.C装置中的氧化铜没有完全被还原，会影响实验结果
C.该装置存在缺陷，应该在D装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管
D.实验中，通过测定C、D装置质量的改变值，就能达到测定水的组成的目的
【答案】B 根据氢气还原氧化铜反应：H2+CuO 高温 Cu+H2O 分析得出，
C装置的作用是测出水中氧元素的质量，D装置则是测出生成的水的质量，相减就是水中氢元素的质量。以此来分析水的组成。因此与氧化铜是否完全反应无关，与反应生成氧化亚铜也没有关系。
4、按下图进行实验，已知A为H2、CO中的一种或两者的混合物，甲装置中的黑色粉末为CuO、炭粉中的一种或两者的混合物。根据下列要求，回答问题：
(1)若黑色粉末是纯净物，甲、乙、丙装置中的固体或溶液依次出现红色、蓝色、浑浊，则气体A是_________，黑色粉末为_________。
(2)若A为纯净物，反应现象与(1)同，则A是______，黑色粉末为______。
(3)若第(1)问中，乙装置的物质增重3．6g，丙装置中的物质增重4．4g，则至少需通入_________g气体。
(4)若第(2)问中，甲装置生成6．4克红色物质，乙装置中物质增重0．9克，则至少需要_________克黑色粉末。
答案：（1）H2、CO ；CuO （2）H2；CuO和炭粉 （3）3.2克 （4）8.3克
5.在学习“金属的冶炼”时，某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数，实验所取氧化铜样品质量为10g。(所含杂质不参加反应)
(1)该实验利用了一氧化碳的 性，玻璃管内观察到的现象是 。
(2)甲同学方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50g，待反应完全后再次称量，质量为54.4g。请你计算样品中氧化铜的质量分数。(一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应)
(3)乙同学方法：先称量出玻璃管及样品的总质量为m1，待反应完全后再次称量，质量为m2，利用m1-m2的值，求出样品中氧化铜的质量分数。其中m1-m2的值是指 的质量。
(4)同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外，还具有毒性。因此，本实验中还需对尾气进行处理。请你提出一种处理方法 。
【答案】(1)还原性 黑色固体变成红色
(2)设样品中 CuO 的质量为 x
CuO+CO=Δ=Cu+CO2
样品中氧化铜的质量分数：80%
(3)氧化铜中氧元素
(4)将尾气点燃(或用气囊收集后集中处理)
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