专题07 金属与酸反应计算（原卷版）

决胜2020年中考科学压轴题全揭秘专题07金属与酸反应计算【考点1】金属多次加入酸中【例1】钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要的标志。实验序号1234生铁样品的质量m1/g2.885.769.2410.28生成H2的质量m2/g0.10.20.3m（1）每年钢铁锈蚀都会造成巨大的损失，铁制品锈蚀的主要原因是________.（2）小科取某钢铁厂生铁样品进行实验：将四份不同质量的生铁样品（假定其中只含单质铁和单质碳）分别加到100g质量分数相同的硫酸溶液中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：通过计算回答下列问题：①上述表格中m的值为________。②该生铁样品中铁和碳的质量比是________。③根据表中数据计算稀硫酸中H2SO4的质量分数________，并画出反应生成的氢气质量m2与加入生铁样品质量m1的关系图________。【变式1-1】已知钠与水反应的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。质量均为mg的钠、镁、锌三种金属分别与25g质量分数为19.6%的稀硫酸反应。（1）由于金属的量不确定，产生的氢气的质量大小有多种可能（不考虑镁与水的反应），如镁、锌产生氢气的质量相同且都小于钠产生的氢气质量的情况表示为Na>Mg＝Zn。请按以上表示，写出所有可能情况。（2）试确定，当产生的氢气的质量大小为Na>Mg＝Zn时，m的取值范围________。（3）m＝4.6时，Zn与酸反应产生H2的质量与金属质量（m）的关系如下图。请在图中再画出钠和镁二种金属分别与酸反应产生H2的质量与金属质量（m）的关系图线。（在图线上用元素符号注明）【考点2】酸多次加入金属中【例2-1】某合金是由铜与镁、锌两种金属中的一种组成的，现欲测定其组成，进行如下实验：取该合金样品30g放入烧杯中，然后将200g溶质质量分数为19.6%的稀硫酸平均分四份依次加入该烧杯中，每次均充分反应，实验数据如下：请计算：（1）该合金中铜的质量分数为多少？（2）通过计算确定：该合金除铜外另一种金属是镁、锌中的哪一种？（3）第三次加入稀硫酸充分反应后，所得溶液中溶质质量分数为多少？（精确到0.1%）【变式2-1】从废铝锅上剪下6g铝片（表面被氧化，且含有不与酸反应的杂质）放在烧杯中，将100g稀盐酸分5次加入烧杯中，测得烧杯中物质的质量变化如下表所示，求：第1次第2次第3次第4次第5次加盐酸的质量/g2020202020烧杯中的质量/g264665.985.8105.8（1）第5次加入稀盐酸时，烧杯中溶质是________（填化学式）。（2）在右图中画出生成H2的质量与所加稀盐酸的质量关系。

（3）所加稀盐酸的容质质量分数。（4）己被氧化的铝占未被氧化前铝片的质量分数。【考点3】金属相关竞争反应【例3-1】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，溶液中析出固体的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(

)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+、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，m1>m2【变式3-1】甲、乙两烧杯内盛有等质量、等质量分数的盐酸。将镁逐渐加入甲烧杯，铁逐渐加入乙杯，测量加入的金属质量m和相应的烧杯内物质质量变化量△M，画出△M-m曲线oac和obc的示意图，如图所示。根据图中信息，下列说法错误的是（

）A.

m1:m2=3:7

B.

m1-△M1<m2-△M2

C.

m曲线oac表示的是甲烧杯中△M与m的变化关系

D.

当乙烧杯内加人铁的质量为m1时，溶液中溶质不止一种【例3-2】某同学将镁和金属X的混合物共2.4g加入足量的稀硫酸，充分反应后得到0.22gH2，则金属X可能是（）A.

Al

B.

Zn

C.

Fe

D.

Cu【变式3-2】现有铁与另一种金属组成的混合物1.2g，与足量稀硫酸反应生成H20.1g，则混合物中的另一种金属可能是（）A.

Mg

B.

Al

C.

Zn

D.

Cu【例3-3】

某化工厂的废液中含有硝酸银、硝酸亚铁和硝酸锌．某同学取适量的上述废液样品，将一定质量的镁粉加入样品中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣．请填空：

（1）若得到的滤液为浅绿色，则滤液中的溶质一定含有________

（填写化学式，下同），可能含有________

．

（2）若得到的滤液为无色，则滤渣中至少含有________

种金属．

（3）反应后得到滤渣的质量________

（选填“小于”、“大于”或“等于”）反应前加入镁粉的质量．【变式3-3】.已知氯气的氧化性很强，与金属发生反应一般生成高价态的金属氯化物。现有铜、铝、镁、铁、锌五种金属中的两种组成的混合物，取该混合物4g与足量的氯气反应后，固体质量增加7.1g；等质量的该金属混合物投入足量的盐酸中，产生氢气0.2g。金属混合物的组成情况可能有________种，分别为________。【变式3-4】小明同学学习了有关金属的知识后，做了以下设计和实验。（1）探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动顺序，他她设计了四个方案，其中你认为不可行的是________。反应Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag发生在方案________中。

A.Fe、Ag、CuSO4溶液

B.Fe、Cu、AgNO3溶液、稀盐酸

C.Cu、FeCl2溶液、AgNO3溶液

D.Cu、Ag、Fe、稀盐酸（2）将铁粉加入盛有ZnSO4和CuSO4，混合溶液的烧杯中，充分反应后过滤，在滤渣中滴入稀盐酸，有气泡产生。据此判断，滤渣中含有________；滤液中的溶质是________。1.

a、b、c三种酸分别与足量的金属Mg充分反应，生成等质量的H2，反应消耗a、b、c的分子数目之比为3：6：2．下列关于a、b、c的推理合理的是（HX、H2Y、H3Z分别表示三种酸）（）A.

a、b、c三种酸溶液中的H原子数目：c＞a＞b

B.

a、b、c与金属Mg反应的速率：b＞a＞c

C.

a、b、c的相对分子质量：b＜a＜c

D.

a、b、c可能分别为H2Y、HX、H3Z2.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3.某合金由两种金属元素组成，取该合金60g投入足量稀硫酸中，反应完全后，测得生成H23g，则合金的组成不可能是（）A.

Fe与Zn

B.

Mg与Cu

C.

Na与Al

D.

Al与Fe4.将足量的稀盐酸加入一定量的锌、铜混合物中，写出其中反应的化学方程式________。下图是实验过程生成气体或剩余固体的质量随反应时间的变化关系图，其中表示正确的是________(填选项)。

A.

B.

C.5.化学小组探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，设计了下图所示实验方案．

（1）试管乙中观察到的现象是________，反应的化学方程式为________

．

（2）同学们经讨论后认为该方案可以优化，________试管的实验是多余的．

（3）去掉多余的实验，同学们将另两只试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中，一段时间后过滤，

向滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤渣的成分可能是________

．

6.铜锌合金又称假黄金。向盛有30g铜锌合金粉末样品的烧杯中逐渐加入稀硫酸，生成氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如右图所示，锌与稀硫酸反应的化学方程式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。计算：（1）充分反应后生成氢气的质量为________g。（2）合金样品中锌的质量。（3）恰好完全反应时，所得溶液溶质的质量分数。(结果保留一位小数)7.某科学探究小组的同学取来一小块生铁（表面有铝粉涂层）片，用砂纸打磨除净涂层。为测定此样品中铁的质量分数，他们将样品放入烧杯中，再加入“足量”的稀盐酸，称量数据见下表：

请回答下列问题：（1）在实验中如何确保所加入的稀盐酸为“足量”?________。（2）计算该生铁样品中铁的质量分数（写出计算步骤，计算结果精确到0.1%）。（3）按以上测定方法，则以下操作中会使该样品中铁的质量分数测定值偏小的是

。A.

加入的稀盐酸不足量

B.

换用溶质质量分数更高的盐酸进行实验

C.

未将样品表面涂层（已完全氧化）打磨干净

D.

将表面涂层打磨干净的生铁样品磨成粉末有一种管道疏通剂，主要成分为铝粉和氢氧化钠混合粉末。工作原理是：利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热，加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀，同时产生氢气增加管道内的气压，利于疏通。小柯利用如图装置测定疏通剂中铝的质量分数。

Ⅰ．取样品20g，倒入容积为200mL的锥形瓶中，然后在分流漏斗中加入水，置于电子天平上测出总质量m1。

Ⅱ．打开活塞，加入足量的水充分反应，直到没有固体剩余，静置一段时间，测出总质量m2。

Ⅲ．实验数据如下表：反应前总质量m1反应后总质量m2371.84g371.24g回答下列问题：（1）配平化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O====(加热)________

NaAlO2+3H2↑（2）根据化学方程式计算样品中铝的质量分数。（3）以下情形会导致样品中铝的质量分数测量结果偏高的原因可能有

。A.

向锥形瓶中倒入样品时，撒出了部分粉末

B.

在反应过程中有水蒸气逸出

C.

没有等装置中氢气全部排尽就称量9.我国是一个钢铁生产大国，2018年内地的钢铁产量达8亿吨之多。（1）据统计，全世界每年因锈蚀而损坏的钢铁约占全年产量的四分之一，因此如何防止钢铁生锈是人类面临的一个重大课题。自行车是不少同学上学的交通工具。根据你的观察，谈谈自行车生产厂家对自行车钢圈、车架和链条等各部位采取了哪些防锈的方法（任选一个部位）？（2）铁的锈蚀对社会生产造成较大损害，但也有有利的一面，如某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉（含少量杂质，杂质既不溶于水也不溶于酸），他们取六份样品，分别加稀硫酸反应。测得部分数据加下，请根据有关信息冋答问题。实验次数13456取样品质量（g）31.031.031.031.031.0取稀硫酸质量（g）30.090.0120.0150.0180.0产生气体质量（g）0a0.30.50.6①a的数值为________。②第4次实验，所得到溶液中溶质的化学式为________。③列式计算该样品中单质铁的质量分数________（计算结果精确到0.1%）。10.小华有一只银手镯（银锌合金），她想用实验探究手镯中银的含量。先用电子秤称得手镯的质量是25.00克，再用稀盐酸分多次与此手镯充分反应。实验数据如下表：第1次第2次第3次第4次第5次加入稀盐酸的质量（克）10.0010.0010.0010.0010.00充分反应后剩余固体的质量（克）24.3523.7023.0523.0023.00根据上表中数据分析，完成下列问题：（1）手镯中银的质量是________克。（2）所用稀盐酸中溶质的质量分数是多少？11.小华想测定Cu—Zn合金和Cu—Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供了一瓶稀盐酸和相关的仪器。（1）根据现有的条件，你认为只能测出________合金中铜的质量分数。（2）为了测定该合金的组成，小华称取10克该合金粉末，在粉末中连续三次加入稀盐酸反应。每加一次盐酸，小华记录所得气体的质量，实验数据如下：第一次第二次第三次连续加入盐酸的体积(ml)101010生成氢气的质量(g)0.080.080.04从上表数据分析，小华用10克合金粉末总共收集到________克氢气。（3）求出该合金中铜的质量分数。（列式计算）12.金属在日常生活中有着广泛的用途，常见金属的活动性顺序如图：

请回答下面问题：（1）金属活动性顺序表中的X是________元素。（2）把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过了一会儿，观察到的现象有________，该反应的化学方程式为________。（3）向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图所示，图中B点溶液中含有的溶质有________。13.实验小组在实验室找到一瓶含有铜和铁的均匀混合物。为测定该混合物中铁的质量分数，分别取一定质量的混合物与稀硫酸进行反应，实验分四组，所得数据如下表所示：

请分析数据，回答下列问题：（1）该混合物中铁的质量分数为多少?（2）表中的W=________（填数值）。（3）第1组实验中所得滤液中的溶质是________（用化学式表示）。（4）计算第4组实验中所得溶液溶质的质量分数。（