专项(八) 金属的化学性质
|典题训练|
角度 1 金属活动性顺序
1.下列现象和事实,可用金属活动性作出合理解释的是 ( )
①相同几何外形的金属镁、铝分别与相同浓度的稀盐酸反应,镁反应更剧烈,说明镁比铝的金属活动性强 ②
用硫酸铜、石灰水配制农药波尔多液时,不能用铁制容器盛放 ③尽管金属的种类很多,但在自然界中,仅有少
数金属(银、铂、金)以单质形式存在 ④金属铝比金属锌更耐腐蚀,说明锌比铝的金属活动性强
A.①②③ B.①②
C.③④ D.①②③④
2.将铁、锰(Mn)、银三种金属丝分别伸入等浓度的稀硫酸中,发现只有银丝表面没有气泡产生;将铁丝浸入氯
化锰溶液中,没有观察到明显现象。则三种金属活动性由强到弱的顺序为 ( )
A.Mn、Fe、Ag B.Fe、Mn、Ag
C.Ag、Fe、Mn D.Mn、Ag、Fe
3.金属 M 与 Cu(NO3)2 溶液发生反应:M+Cu(NO3)2 Cu+M(NO3)2。下列叙述不正确的是 ( )
A.金属 M 不可能是铝
B.M 一定能发生反应:M+2AgNO3 2Ag+M(NO3)2
C.若 M 为镁,恰好完全反应后,溶液的质量较反应前减少
D.恰好完全反应后,M 表面有红色固体析出,溶液一定由蓝色变为无色
4.[2018·滨州]把等质量的 X、Y、Z、M 四种金属分别加入等质量、等质量分数的足量稀盐酸中(反应关系如
图 G8-4 甲)。把金属 M 加入足量的 Y(NO3)2溶液中(反应关系如图乙)。据此判断四种金属的活动性顺序为 ( )
图 G8-4
A.X>Z>M>Y B.Y>M>Z>X
C.X>Z>Y>M D.Z>X>M>Y
5.化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了如图 G8-5 所示实验方案。下列说法不正确的是
( )图 G8-5
A.由实验甲可知金属活动性:Al>Cu
B.由实验乙可知金属活动性:Cu>Ag
C.由实验甲、乙、丙可知金属活动性:Al>Cu>Ag
D.实验甲中的 CuSO4 改为 CuCl2 不能完成本实验探究
6.某学生为了验证锌、银、铜三种金属的活动性顺序,设计了五个实验:①将 Zn、Cu 分别放入稀盐酸中; ②将
Ag 放入 Cu(NO3)2 溶液中;③将 Cu 放入 AgNO3 溶液中;④将 Cu 放入 ZnSO4 溶液中;⑤将 Zn 放入 AgNO3 溶液中。下
列实验组合不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是( )
A.①② B.①③
C.②④ D.①⑤
7.若以“比较锰、铁、铜三种金属的活动性”为课题进行探究。
提供的药品:铁片、铜片、锰片、稀盐酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液。
[作出猜想]考虑到铁的活动性比铜强,对三种金属的活动性顺序作出如下猜想。
猜想一:锰>铁>铜;猜想二:铁>铜>锰;
猜想三: 。
[设计实验]为了验证猜想成立,同学们分成三组,分别针对一种猜想设计实验方案。
(1)第一组验证猜想一。实验方案是将锰片、铁片分别放入稀盐酸中,观察现象。
(2)第二组验证猜想二。实验方案是将锰片放入 中,观察现象。
(3)第三组验证猜想三。实验方案是 (只用两个实验)。
[实验结论]各组通过实验和交流,确认猜想一是正确的。第一组同学的实验现象是 。
[拓展研究]随后同学们对探究金属活动性的方案设计做了进一步研究。
为了验证甲、乙、丙、丁四种金属的活动性依次减弱,某同学设计了如下方案:①把甲放入乙的盐溶液中;②把
乙放入丙的盐溶液中;③把乙放入丁的盐溶液中;④把丁放入丙的盐溶液中。你认为哪个实验没有必要
做? ,请说明理由: 。
角度 2 金属与酸反应
8.向一定量的铁粉中逐滴加入稀硫酸至过量,图 G8-6 是反应过程中某种物质的质量 y 随加入稀硫酸的质量变
化的关系,则 y 不可能表示 ( )图 G8-6
A.消耗铁粉的质量
B.生成硫酸亚铁的质量
C.溶液的总质量
D.生成氢气的质量
9.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 G8-7 所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2)。下列说法中不正确的是 ( )
图 G8-7
A.生成氢气的质量:甲>乙>丙
B.相对原子质量:乙>丙>甲
C.金属活动性:乙>甲>丙
D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
10.向一定量的稀硫酸中逐渐加入铁粉至过量,图 G8-8 所示是加入铁粉过程中溶液的总质量 Y 随加入铁粉质量
变化的关系,其中正确的是( )
图 G8-8
11.两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 G8-9 所示。下列说法正确的是 ( )图 G8-9
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等
D.c 点时,两个烧杯中都有金属剩余
12.[2019·绍兴]将质量均为 10 g 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 ( )
图 G8-10
13.[2018·淮安节选]某课外活动小组进行如下实验探究,验证锌与铁的金属活动性。
图 G8-11
(1)相同条件下,取等质量锌粉、铁粉,根据图 G8-11 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 。
(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 (填序号)。
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
角度 3 金属与盐溶液反应
14.向含有硫酸铜的废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,有气泡产生,有关判断
正确的是 ( )A.滤渣中一定有铁,可能有铜
B.滤渣中一定有铁,没有铜
C.滤液中一定有硫酸亚铁、硫酸铜
D.滤液中一定有硫酸亚铁,没有硫酸铜
15.取一定量的 Al、Fe 放入 Cu(NO3)2 溶液中充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,下列说法正确
的是 ( )
A.滤渣中一定有 Fe
B.滤液中一定含有 Cu(NO3)2
C.滤渣中一定有 Al
D.滤液中一定没有 Fe(NO3)2
16.[2017·常州]向盛有氯化亚铁和氯化铜混合溶液的烧杯中加入一定量的锌粉,充分反应后,得到固体 M 和溶
液 N,下列叙述错误的是( )
A.锌有剩余时,M 中一定有 Fe、Cu 和 Zn
B.锌有剩余时,N 中一定没有 FeCl2 和 CuCl2
C.锌无剩余时,M 中一定有 Cu、可能有 Fe
D.锌无剩余时,N 中一定有 ZnCl2 和 FeCl2
17.[2019·东营]小东同学向盛有硝酸锌和硝酸银混合液的烧杯中加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,向滤
渣中加入稀盐酸,有气泡产生,下列说法正确的是 ( )
A.滤液中一定含有硝酸亚铁,一定没有硝酸银和硝酸锌
B.滤液中一定含有硝酸锌,一定没有硝酸亚铁和硝酸银
C.滤渣中一定含有银和铁,一定没有锌
D.反应后滤液的质量大于反应前溶液的质量
18.[2019·烟台]将金属 M 的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中,充分反应后,溶液呈无色,继续向烧杯中加入
一定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。根据上述实验分析下列说法错误的是 ( )
A.金属活动性强弱顺序:M>Cu>Ag
B.滤渣中可能有金属 M
C.滤液中至少含有两种溶质
D.滤渣中一定有 Ag
19.[2019·武汉]将一定质量的硫酸和硫酸亚铁的混合溶液加入盛有锌和氧化铜的混合物的烧杯中,充分反应
后过滤,得到滤渣和滤液。关于滤渣和滤液,下列说法正确的是 ( )
A.滤渣中最多有三种物质B.若滤液呈无色,滤液中的溶质可能有两种
C.滤液的质量可能小于原混合溶液的质量
D.若滤液中含有硫酸铜,滤渣中可能有两种物质
20.[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 G8-12 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。溶液中含有的金属
离子可能的组成有 ( )
图 G8-12
①Mg2+ ②Mg2+和 Fe2+ ③Mg2+和 Cu2+ ④Mg2+、Fe2+和 Cu2+
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
21.[2019·淮安模拟]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 的质量变化趋势
如图 G8-13 所示。下列说法正确的是 ( )
图 G8-13
A.a 点溶液中溶质只有 2 种
B.c 点溶液中溶质为 Zn(NO3)2
C.若取 b~c 段之间的溶液,滴加稀盐酸,有白色沉淀产生
D.取 d 点的固体,加入稀盐酸,无气泡产生
22.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如图 G8-14 所示。下列说法正确的是 ( )图 G8-14
A.a 点溶液中溶质为 3 种时,金属单质的种类也为 3 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 1 种
23.向装有过量锌粉的烧杯中加入一定质量 AgNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液,烧杯中固体的质量随反应时间变化
的情况如图 G8-15 所示。下列说法正确的是 ( )
图 G8-15
A.t1 时,向溶液中滴加氯化钠溶液,没有白色沉淀产生
B.t3 和 t5 时,溶质种类不同,金属单质种类也不同
C.若向溶液中插入铝丝,铝丝表面有红色固体析出,则时间 t 的取值范围是 t2H>Y、M;把
金属 M 加入足量的 Y(NO3)2 溶液中,生成 Y 的质量不断增加,说明 M 能与 Y(NO 3)2 溶液反应,即金属活动性为
M>Y。故四种金属的活动性顺序为 X>Z>M>Y。
5.D [解析]硫酸铜、氯化铜均为可溶性铜盐,铝能与硫酸铜溶液发生置换反应,也可与氯化铜溶液反应,故将
硫酸铜溶液换成氯化铜溶液也可完成上述实验,D 错误。
6.D [解析]①能验证锌比铜活泼,②能验证铜比银活泼,故 A 项可验证三种金属的活动性顺序;①能验证锌比
铜活泼,③能验证铜比银活泼,故 B 项可验证三种金属的活动性顺序;②能验证铜比银活泼,④能验证锌比铜活
泼,故 C 项可验证三种金属的活动性顺序;①能验证锌比铜活泼,⑤能验证锌比银活泼,但铜和银的活动性强弱
无法验证,故 D 项不能验证三种金属的活动性顺序。
7.[作出猜想]铁>锰>铜
[设计实验](2)硫酸铜溶液
(3)将锰片分别放入硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液中,观察现象(或将铁片和铜片分别放入硫酸锰溶液中,观察现
象)
[实验结论]锰片与稀盐酸反应产生气泡的速率比铁片快
[拓展研究]实验③ 实验①②④可验证四种金属的活动性顺序,没必要进行实验③
8.C [解析]铁粉和稀硫酸反应的化学方程式为 Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑,因此,随着加入稀硫酸的质量不断增
加,则消耗的铁粉质量不断增加,生成的硫酸亚铁和氢气质量也不断增加,直至铁粉完全反应后,三个量不再改
变,但溶液的总质量却在不断变大,故 y 不可能是溶液的总质量。
9.B [解析]金属与足量的酸反应放出氢气质量=金属质量×金属元素在化合物中的化合价
金属的相对原子质量 ,由于金属质量相等,生成物
中金属元素的化合价相等,所以生成的氢气越多,金属的相对原子质量越小,则相对原子质量:丙>乙>甲。
10.D
11.D [解析]由产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系图可知,反应结束时镁产生的氢气质量多,但无法得出
镁与锌的金属活动性关系;a 点时,镁与稀硫酸恰好完全反应,锌早已完全反应;b 点时,镁产生的氢气多;c 点时,
锌与镁均还没有完全反应,两个烧杯中都有金属剩余。
12.D [解析]三种金属与稀硫酸反应的化学方程式及质量关系如下:
Mg+H2SO4 MgSO4+H2↑24 98
10 g 40.8 g
Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑
56 98
10 g 17.5 g
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
65 98
10 g 15.1 g
当酸的质量小于 15.1 g 时,酸完全反应,生成氢气的质量相等;当酸的质量介于 15.1 g 和 17.5 g 之间时,产生
氢气的质量镁=铁>锌;当酸的质量大于 17.5 g 时,产生氢气的质量镁>铁>锌。
13.(1)锌的金属活动性比铁强 (2)AB
[解析](1)相同条件下,取等质量锌粉、铁粉进行实验,实验过程中,观察到锌粉表面产生气泡的速率比铁粉快,
说明锌的金属活动性强于铁。(2)实验结束后,发现 U 形管两边的金属粉末均无剩余,则金属全部参加反应,硫
酸可能都有剩余;根据锌和铁与硫酸反应的化学方程式:
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
65 98
Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑
56 98
可以看出,与等质量的锌和铁反应,铁消耗硫酸的质量大,故还可能是左边硫酸有剩余,右边硫酸无剩余。
14.D [解析]向含有硫酸铜的废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,有气泡产生,
说明滤渣中含有铁,则铜被完全置换出来,所以滤渣中一定含有铁和铜,滤液中一定只含硫酸亚铁,不含硫酸铜。
15.A [解析]铁、铝同时放入硝酸铜溶液中,铝与硝酸铜溶液先反应,铁与硝酸铜溶液后反应,充分反应后过滤,
向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,滤渣中可能含有铝,一定含有铁,A 正确;滤渣中有铁存在,硝酸铜溶液一定被
完全反应,滤液中一定不含硝酸铜,B 错误;由上述分析可知,滤渣中可能含有铝,C 错误;因为滤渣中含有铁,当
铝完全反应后,铁和硝酸铜溶液继续反应生成硝酸亚铁,因此,滤液中可能含有硝酸亚铁,D 错误。
16.D [解析]锌的活动性比铁、铜强,能从其盐溶液中置换出铁、铜。当锌有剩余时,锌能把铜和铁全部置换
出来,所以 M 固体中一定有 Fe、Cu 和 Zn;当锌有剩余时,铁、铜被全部置换出来,溶液中不含有铜离子和亚铁
离子,则 N 中一定没有 FeCl2 和 CuCl2;因为在反应中铜首先被置换出来,铜被置换完全后,再置换出铁,当锌无
剩余时,铁可能没有被置换出来或没有被完全置换出来,所以 M 中一定有 Cu、可能有 Fe;当锌无剩余时,N 中一
定有 ZnCl2,可能含有 FeCl2。17.C [解析]铁的金属活动性比锌弱,铁不能与硝酸锌溶液反应,滤液中一定含硝酸锌;反应后铁过量,滤液中
一定含硝酸亚铁,一定不含硝酸银;铁能置换出银,不能置换出锌,反应后铁过量,因此,滤渣中一定含有银和铁,
一定没有锌;铁能与硝酸银溶液反应生成硝酸亚铁和银,根据反应的化学方程式 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。
18.B [解析]将金属 M 的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中,充分反应后,溶液呈无色,是因为 M 和硝酸铜发生
了反应,说明 M 比铜活泼,继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到蓝色滤液,是因为铜
和硝酸银发生了反应,说明铜比银活泼,因此金属活动性强弱顺序为 M>Cu>Ag;滤渣中不可能有金属 M,这是因
为如果含有 M,则 M 和硝酸铜反应,滤液不可能是蓝色;滤液中至少含有两种溶质,即 M 的硝酸盐和硝酸铜;滤渣
中一定含有反应生成的银。
19.D [解析]滤渣中最多可能有铜、铁和多余的锌和氧化铜四种物质;若滤液呈无色,则滤液中一定没有硫酸
铜和硫酸亚铁,则滤渣中一定有铜和铁,故滤液中一定没有硫酸,则滤液中只有硫酸锌一种溶质;氧化铜与稀硫
酸反应生成硫酸铜和水,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌与硫酸亚铁
反应生成硫酸锌和铁,这 4 个反应都会导致溶液质量增加,所以滤液的质量一定大于原混合溶液的质量;若滤液
中含有硫酸铜,则滤渣中一定没有比铜活泼的金属锌、铁,一定含有铜,可能含有氧化铜。
20.C [解析]a 试管中铁粉与硫酸镁溶液不发生反应,b 试管中铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和金属铜,由
于 a、b 试管中反应后的物质混合时,烧杯内红色固体明显增多,说明 b 试管中的硫酸铜溶液有剩余,乙烧杯中
铁和硫酸铜溶液反应生成了红色的铜,如果乙烧杯中的硫酸铜被铁完全反应,烧杯中的溶质是硫酸镁、硫酸亚
铁,溶液中含有的金属离子是 Mg2+、Fe2+;如果乙烧杯中的硫酸铜有剩余,则溶液中的溶质是硫酸镁、硫酸亚铁
和硫酸铜,溶液中含有的金属离子有 Mg2+、Fe2+和 Cu2+。综上所述,②④结论正确,选项 C 正确。
21.B
22.B [解析]a 点溶液中溶质为 3 种[Cu(NO3)2、Fe(NO3)2 和 AgNO3]时,金属单质只有 Ag;当溶质种类为 2 种
[Cu(NO3)2 和 Fe(NO3)2]时,金属单质一定有 Ag,可能有 Cu;a、b 两点,由于加入的金属的质量比析出的金属的质
量小,溶液的质量在逐渐减小;当溶质种类为 1 种[Fe(NO3)2]时,金属单质一定有 Ag 和 Cu,可能有 Fe。
23.C [解析]向装有过量锌粉的烧杯中加入一定质量 AgNO 3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液,锌先和硝酸银反应
[Zn+2AgNO3 Zn(NO3)2+2Ag],硝酸银反应完之后锌再和硝酸铜反应[Zn+Cu(NO3)2 Zn(NO3)2+Cu],锌和硝酸
银反应固体质量增加(每消耗 65 份质量的锌就产生 216 份质量的银),锌和硝酸铜反应固体质量减少(每消耗 65
份质量的锌就产生 64 份质量的铜),所以 O 到 t2 是锌和硝酸银的反应,t2 到 t4 是锌和硝酸铜的反应。t1 时硝酸
银还没有反应完,所以加入氯化钠可以产生白色的氯化银沉淀,故 A 错误;t3 时溶液中有硝酸锌和硝酸铜,t5 时
溶液中只含有硝酸锌,所以溶质种类不同,但金属单质都是锌、铜、银,故 B 错误;t2
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