專題07 金屬與酸反應(yīng)計算（原卷版）

決勝2020年中考科學(xué)壓軸題全揭秘專題07金屬與酸反應(yīng)計算【考點1】金屬多次加入酸中【例1】鋼鐵的生產(chǎn)和使用是人類文明和社會進(jìn)步的一個重要的標(biāo)志。實驗序號1234生鐵樣品的質(zhì)量m1/g2.885.769.2410.28生成H2的質(zhì)量m2/g0.10.20.3m（1）每年鋼鐵銹蝕都會造成巨大的損失，鐵制品銹蝕的主要原因是________.（2）小科取某鋼鐵廠生鐵樣品進(jìn)行實驗：將四份不同質(zhì)量的生鐵樣品（假定其中只含單質(zhì)鐵和單質(zhì)碳）分別加到100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的硫酸溶液中，充分反應(yīng)后，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：通過計算回答下列問題：①上述表格中m的值為________。②該生鐵樣品中鐵和碳的質(zhì)量比是________。③根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算稀硫酸中H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________，并畫出反應(yīng)生成的氫氣質(zhì)量m2與加入生鐵樣品質(zhì)量m1的關(guān)系圖________。【變式1-1】已知鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。質(zhì)量均為mg的鈉、鎂、鋅三種金屬分別與25g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.6%的稀硫酸反應(yīng)。（1）由于金屬的量不確定，產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量大小有多種可能（不考慮鎂與水的反應(yīng)），如鎂、鋅產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量相同且都小于鈉產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量的情況表示為Na>Mg＝Zn。請按以上表示，寫出所有可能情況。（2）試確定，當(dāng)產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量大小為Na>Mg＝Zn時，m的取值范圍________。（3）m＝4.6時，Zn與酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的質(zhì)量與金屬質(zhì)量（m）的關(guān)系如下圖。請在圖中再畫出鈉和鎂二種金屬分別與酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的質(zhì)量與金屬質(zhì)量（m）的關(guān)系圖線。（在圖線上用元素符號注明）【考點2】酸多次加入金屬中【例2-1】某合金是由銅與鎂、鋅兩種金屬中的一種組成的，現(xiàn)欲測定其組成，進(jìn)行如下實驗：取該合金樣品30g放入燒杯中，然后將200g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.6%的稀硫酸平均分四份依次加入該燒杯中，每次均充分反應(yīng)，實驗數(shù)據(jù)如下：請計算：（1）該合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（2）通過計算確定：該合金除銅外另一種金屬是鎂、鋅中的哪一種？（3）第三次加入稀硫酸充分反應(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（精確到0.1%）【變式2-1】從廢鋁鍋上剪下6g鋁片（表面被氧化，且含有不與酸反應(yīng)的雜質(zhì)）放在燒杯中，將100g稀鹽酸分5次加入燒杯中，測得燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量變化如下表所示，求：第1次第2次第3次第4次第5次加鹽酸的質(zhì)量/g2020202020燒杯中的質(zhì)量/g264665.985.8105.8（1）第5次加入稀鹽酸時，燒杯中溶質(zhì)是________（填化學(xué)式）。（2）在右圖中畫出生成H2的質(zhì)量與所加稀鹽酸的質(zhì)量關(guān)系。

（3）所加稀鹽酸的容質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（4）己被氧化的鋁占未被氧化前鋁片的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?！究键c3】金屬相關(guān)競爭反應(yīng)【例3-1】往硝酸銅、硝酸銀和硝酸亞鐵的混合溶液中緩慢連續(xù)加入質(zhì)量為m的鋅粉，溶液中析出固體的質(zhì)量與參加反應(yīng)的鋅粉質(zhì)量關(guān)系如圖所示，下列說法中正確的是(

)A.

c點對應(yīng)溶液中含有的金屬離子為Zn2+和Cu2+

B.

bc段（不含兩端點）析出的金屬是Fe

C.

ab段（不含兩端點）對應(yīng)溶液中含有的金屬離子為Zn2+、Ag+、Cu2+、Fe2+

D.

若bc段和cd段中析出固體質(zhì)量相等，參加反應(yīng)的鋅粉質(zhì)量分別為m1和m2，m1>m2【變式3-1】甲、乙兩燒杯內(nèi)盛有等質(zhì)量、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸。將鎂逐漸加入甲燒杯，鐵逐漸加入乙杯，測量加入的金屬質(zhì)量m和相應(yīng)的燒杯內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量變化量△M，畫出△M-m曲線oac和obc的示意圖，如圖所示。根據(jù)圖中信息，下列說法錯誤的是（

）A.

m1:m2=3:7

B.

m1-△M1<m2-△M2

C.

m曲線oac表示的是甲燒杯中△M與m的變化關(guān)系

D.

當(dāng)乙燒杯內(nèi)加人鐵的質(zhì)量為m1時，溶液中溶質(zhì)不止一種【例3-2】某同學(xué)將鎂和金屬X的混合物共2.4g加入足量的稀硫酸，充分反應(yīng)后得到0.22gH2，則金屬X可能是（）A.

Al

B.

Zn

C.

Fe

D.

Cu【變式3-2】現(xiàn)有鐵與另一種金屬組成的混合物1.2g，與足量稀硫酸反應(yīng)生成H20.1g，則混合物中的另一種金屬可能是（）A.

Mg

B.

Al

C.

Zn

D.

Cu【例3-3】

某化工廠的廢液中含有硝酸銀、硝酸亞鐵和硝酸鋅．某同學(xué)取適量的上述廢液樣品，將一定質(zhì)量的鎂粉加入樣品中，充分反應(yīng)后過濾，得到濾液和濾渣．請?zhí)羁眨?/p>

（1）若得到的濾液為淺綠色，則濾液中的溶質(zhì)一定含有________

（填寫化學(xué)式，下同），可能含有________

．

（2）若得到的濾液為無色，則濾渣中至少含有________

種金屬．

（3）反應(yīng)后得到濾渣的質(zhì)量________

（選填“小于”、“大于”或“等于”）反應(yīng)前加入鎂粉的質(zhì)量．【變式3-3】.已知氯氣的氧化性很強，與金屬發(fā)生反應(yīng)一般生成高價態(tài)的金屬氯化物?，F(xiàn)有銅、鋁、鎂、鐵、鋅五種金屬中的兩種組成的混合物，取該混合物4g與足量的氯氣反應(yīng)后，固體質(zhì)量增加7.1g；等質(zhì)量的該金屬混合物投入足量的鹽酸中，產(chǎn)生氫氣0.2g。金屬混合物的組成情況可能有________種，分別為________?！咀兪?-4】小明同學(xué)學(xué)習(xí)了有關(guān)金屬的知識后，做了以下設(shè)計和實驗。（1）探究Fe、Cu、Ag三種金屬的活動順序，他她設(shè)計了四個方案，其中你認(rèn)為不可行的是________。反應(yīng)Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag發(fā)生在方案________中。

A.Fe、Ag、CuSO4溶液

B.Fe、Cu、AgNO3溶液、稀鹽酸

C.Cu、FeCl2溶液、AgNO3溶液

D.Cu、Ag、Fe、稀鹽酸（2）將鐵粉加入盛有ZnSO4和CuSO4，混合溶液的燒杯中，充分反應(yīng)后過濾，在濾渣中滴入稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生。據(jù)此判斷，濾渣中含有________；濾液中的溶質(zhì)是________。1.

a、b、c三種酸分別與足量的金屬Mg充分反應(yīng)，生成等質(zhì)量的H2，反應(yīng)消耗a、b、c的分子數(shù)目之比為3：6：2．下列關(guān)于a、b、c的推理合理的是（HX、H2Y、H3Z分別表示三種酸）（）A.

a、b、c三種酸溶液中的H原子數(shù)目：c＞a＞b

B.

a、b、c與金屬Mg反應(yīng)的速率：b＞a＞c

C.

a、b、c的相對分子質(zhì)量：b＜a＜c

D.

a、b、c可能分別為H2Y、HX、H3Z2.在托盤天平的兩邊各放一只燒杯，調(diào)節(jié)天平至平衡，向兩燒杯中分別注入等質(zhì)量、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸（足量），然后向右盤的燒杯中放入一定質(zhì)量的Fe粉，同時向左盤的燒杯中放入與Fe粉等質(zhì)量的Zn粉，反應(yīng)過程中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A.

天平最終仍然平衡

B.

天平指針先偏向左盤，后偏向右盤

C.

天平指針始終偏向右盤

D.

天平指針先偏向右盤，后偏向左盤3.某合金由兩種金屬元素組成，取該合金60g投入足量稀硫酸中，反應(yīng)完全后，測得生成H23g，則合金的組成不可能是（）A.

Fe與Zn

B.

Mg與Cu

C.

Na與Al

D.

Al與Fe4.將足量的稀鹽酸加入一定量的鋅、銅混合物中，寫出其中反應(yīng)的化學(xué)方程式________。下圖是實驗過程生成氣體或剩余固體的質(zhì)量隨反應(yīng)時間的變化關(guān)系圖，其中表示正確的是________(填選項)。

A.

B.

C.5.化學(xué)小組探究鎂、鐵、銅三種金屬的活動性順序，設(shè)計了下圖所示實驗方案．

（1）試管乙中觀察到的現(xiàn)象是________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________

．

（2）同學(xué)們經(jīng)討論后認(rèn)為該方案可以優(yōu)化，________試管的實驗是多余的．

（3）去掉多余的實驗，同學(xué)們將另兩只試管中反應(yīng)后的物質(zhì)倒入同一大燒杯中，一段時間后過濾，

向濾渣中加入稀硫酸，有氣泡產(chǎn)生，則濾渣的成分可能是________

．

6.銅鋅合金又稱假黃金。向盛有30g銅鋅合金粉末樣品的燒杯中逐漸加入稀硫酸，生成氫氣的質(zhì)量與加入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系如右圖所示，鋅與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。計算：（1）充分反應(yīng)后生成氫氣的質(zhì)量為________g。（2）合金樣品中鋅的質(zhì)量。（3）恰好完全反應(yīng)時，所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(結(jié)果保留一位小數(shù))7.某科學(xué)探究小組的同學(xué)取來一小塊生鐵（表面有鋁粉涂層）片，用砂紙打磨除凈涂層。為測定此樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他們將樣品放入燒杯中，再加入“足量”的稀鹽酸，稱量數(shù)據(jù)見下表：

請回答下列問題：（1）在實驗中如何確保所加入的稀鹽酸為“足量”?________。（2）計算該生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計算步驟，計算結(jié)果精確到0.1%）。（3）按以上測定方法，則以下操作中會使該樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定值偏小的是

。A.

加入的稀鹽酸不足量

B.

換用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)更高的鹽酸進(jìn)行實驗

C.

未將樣品表面涂層（已完全氧化）打磨干凈

D.

將表面涂層打磨干凈的生鐵樣品磨成粉末有一種管道疏通劑，主要成分為鋁粉和氫氧化鈉混合粉末。工作原理是：利用鋁和氫氧化鈉遇水反應(yīng)放出大量的熱，加快氫氧化鈉對毛發(fā)等淤積物的腐蝕，同時產(chǎn)生氫氣增加管道內(nèi)的氣壓，利于疏通。小柯利用如圖裝置測定疏通劑中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

Ⅰ．取樣品20g，倒入容積為200mL的錐形瓶中，然后在分流漏斗中加入水，置于電子天平上測出總質(zhì)量m1。

Ⅱ．打開活塞，加入足量的水充分反應(yīng)，直到?jīng)]有固體剩余，靜置一段時間，測出總質(zhì)量m2。

Ⅲ．實驗數(shù)據(jù)如下表：反應(yīng)前總質(zhì)量m1反應(yīng)后總質(zhì)量m2371.84g371.24g回答下列問題：（1）配平化學(xué)方程式：2Al+2NaOH+2H2O====(加熱)________

NaAlO2+3H2↑（2）根據(jù)化學(xué)方程式計算樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（3）以下情形會導(dǎo)致樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測量結(jié)果偏高的原因可能有

。A.

向錐形瓶中倒入樣品時，撒出了部分粉末

B.

在反應(yīng)過程中有水蒸氣逸出

C.

沒有等裝置中氫氣全部排盡就稱量9.我國是一個鋼鐵生產(chǎn)大國，2018年內(nèi)地的鋼鐵產(chǎn)量達(dá)8億噸之多。（1）據(jù)統(tǒng)計，全世界每年因銹蝕而損壞的鋼鐵約占全年產(chǎn)量的四分之一，因此如何防止鋼鐵生銹是人類面臨的一個重大課題。自行車是不少同學(xué)上學(xué)的交通工具。根據(jù)你的觀察，談?wù)勛孕熊嚿a(chǎn)廠家對自行車鋼圈、車架和鏈條等各部位采取了哪些防銹的方法（任選一個部位）？（2）鐵的銹蝕對社會生產(chǎn)造成較大損害，但也有有利的一面，如某些食品包裝袋內(nèi)常放入還原性鐵粉作“雙吸劑”以防止食品腐敗。某課外興趣小組在實驗室發(fā)現(xiàn)了一包破損的還原性鐵粉（含少量雜質(zhì)，雜質(zhì)既不溶于水也不溶于酸），他們?nèi)×輼悠?，分別加稀硫酸反應(yīng)。測得部分?jǐn)?shù)據(jù)加下，請根據(jù)有關(guān)信息冋答問題。實驗次數(shù)13456取樣品質(zhì)量（g）31.031.031.031.031.0取稀硫酸質(zhì)量（g）30.090.0120.0150.0180.0產(chǎn)生氣體質(zhì)量（g）0a0.30.50.6①a的數(shù)值為________。②第4次實驗，所得到溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為________。③列式計算該樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________（計算結(jié)果精確到0.1%）。10.小華有一只銀手鐲（銀鋅合金），她想用實驗探究手鐲中銀的含量。先用電子秤稱得手鐲的質(zhì)量是25.00克，再用稀鹽酸分多次與此手鐲充分反應(yīng)。實驗數(shù)據(jù)如下表：第1次第2次第3次第4次第5次加入稀鹽酸的質(zhì)量（克）10.0010.0010.0010.0010.00充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量（克）24.3523.7023.0523.0023.00根據(jù)上表中數(shù)據(jù)分析，完成下列問題：（1）手鐲中銀的質(zhì)量是________克。（2）所用稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？11.小華想測定Cu—Zn合金和Cu—Ag合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實驗室只提供了一瓶稀鹽酸和相關(guān)的儀器。（1）根據(jù)現(xiàn)有的條件，你認(rèn)為只能測出________合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（2）為了測定該合金的組成，小華稱取10克該合金粉末，在粉末中連續(xù)三次加入稀鹽酸反應(yīng)。每加一次鹽酸，小華記錄所得氣體的質(zhì)量，實驗數(shù)據(jù)如下：第一次第二次第三次連續(xù)加入鹽酸的體積(ml)101010生成氫氣的質(zhì)量(g)0.080.080.04從上表數(shù)據(jù)分析，小華用10克合金粉末總共收集到________克氫氣。（3）求出該合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（列式計算）12.金屬在日常生活中有著廣泛的用途，常見金屬的活動性順序如圖：

請回答下面問題：（1）金屬活動性順序表中的X是________元素。（2）把一根用砂紙打磨過的鋁絲浸入硫酸銅溶液中，過了一會兒，觀察到的現(xiàn)象有________，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。（3）向一定質(zhì)量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入過量的Zn粉，溶液質(zhì)量隨反應(yīng)時間的變化情況如圖所示，圖中B點溶液中含有的溶質(zhì)有________。13.實驗小組在實驗室找到一瓶含有銅和鐵的均勻混合物。為測定該混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分別取一定質(zhì)量的混合物與稀硫酸進(jìn)行反應(yīng)，實驗分四組，所得數(shù)據(jù)如下表所示：

請分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：（1）該混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?（2）表中的W=________（填數(shù)值）。（3）第1組實驗中所得濾液中的溶質(zhì)是________（用化學(xué)式表示）。（4）計算第4組實驗中所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（