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专题1 金属化学性质及计算
【解题技巧】
1、金属与盐的混合溶液反应后滤渣、滤液成分的判断方法
例如：将铁粉不断加入硝酸铜、硝酸银、硝酸锌的混合溶液中。
（1）由于锌比铁活泼，故铁不与硝酸锌反应（依据：金属与盐反应的规律），因此滤液中一定含有硝酸锌，滤渣中一定不含锌。
（2）根据“优先反应”规律（即远距离先置换），铁首先与硝酸银溶液反应；
硝酸银反应一部分：滤渣（银）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁、硝酸银、硝酸铜）
硝酸银恰好完全反应完：滤渣（银）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁、硝酸铜）
（3）硝酸银反应完后，若铁粉有剩余，铁才与硝酸铜反应。
硝酸铜反应一部分：滤渣（银、铜）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁、硝酸铜）
硝酸铜恰好完全反应完：滤渣（银、铜）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁）
硝酸铜反应完、铁还有剩余：滤渣（银、铜、铁）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁）
2、金属与酸反应的图象分析。
（1）等质量的金属与足量的酸反应
酸是足量的，说明金属完全反应，所以最终生成氢气的质量要依据金属的质量来计算。如镁、锌、铁与酸的反应如图表示。
此图反映出：①金属越活泼，图示反应物的曲线越陡，如Mg线比Zn线陡，Zn线比Fe线陡；②当金属在化合物中化合价相同时，金属的相对原子质量越小，与酸反应产生的氢气越多，曲线的拐点越高。可简单概括为：越陡越活，越高越小。
（2）足量的金属与等量的酸反应
金属是足量的，说明酸完全反应，最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算，所以最终生成氢气的质量相等。如镁、铁与酸的反应可用右图表示。
【经典例题】
1、【2019江苏无锡】一定质量的Zn加入到含有Fe(NO3)2和AgNO3两种物质的混合溶液中，充分反应后过滤液仍为浅绿色，下列叙述正确的是（ ）
①滤液中一定有Zn2+、Fe2+
②滤液中可能有Ag+
③滤渣中一定有Ag，可能有Fe
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③
【答案】D
【解析】一定质量的Zn加入到含有Fe(NO3)2和AgNO3两种物质的混合溶液中，锌跟Fe(NO3)2和AgNO3两种物质都能反应，但反应有先后，在金属活动性顺序中Ag排在Fe的后面，所以锌先和AgNO3溶液反应，化学方程式是：Zn+2AgNO3=2Ag+ Zn(NO3)2，AgNO3反应完后，如果有锌剩余，锌再跟Fe(NO3)2溶液反应，化学方程式是：Zn+ Fe(NO3)2=Fe+ Zn(NO3)2。因此反应后溶液中一定有Zn2+，充分反应后过滤，滤渣中一定有Ag。因为充分反应后过滤液仍为浅绿色，说明溶液中一定有Fe2+，也说明锌已反应完。如果AgNO3没有反应完，Fe(NO3)2就没有反应，充分反应后过滤滤渣中就没有铁，滤液中含Ag+；如果AgNO3恰好和锌反应完，Fe(NO3)2也没有反应，充分反应后过滤滤渣中没有铁，滤液中没有Ag+；如果AgNO3和锌反应完，有部分Fe(NO3)2和锌反应，则充分反应后过滤滤渣中就有铁，滤液中没有Ag+。因此充分反应后过滤滤渣中可能有铁。综上所述，①滤液中一定有Zn2+、Fe2+，②滤液中可能有Ag+，③滤渣中一定有Ag，可能有Fe全部正确。故选D。
【点评】掌握金属的化学性质（尤其是当同一种金属同时能置换两种活动性较弱的金属时，首先被置换出来的是金属活动性最弱的金属）结合技巧分析中的方法，逐项分析是正确解答本题的关键。
2、【2019山东济宁】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的质量关系见图，分析图象所得的结论中，不正确的是（ ）
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
【答案】A
【解析】A、由图中信息不能判断三种金属的活动性顺序，该选项说法不正确；
B、三种金属和稀硫酸反应生成的硫酸盐中金属元素的化合价都是+2，生成氢气质量越小，金属相对原子质量越大，由表中信息可知，生成氢气质量由大到小的顺序是锌、铁、镁，因此三种金属的相对原子质量：Mg＜Fe＜Zn，该选项说法正确；
C、生成氢气质量越大，消耗硫酸质量越大，因此三种金属消耗稀H2SO4的质量：Mg＞Fe＞Zn，该选项说法正确；
D、生成氢气质量越大，反应后形成溶液质量质量越小，因此三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量：Mg＜Fe＜Zn，该选项说法正确。
故选：A。
【点评】本题主要考查了依据图象研究物质与酸反应的知识，注意依据平时学过的知识结合解题技巧里面的规律，正确解答即可。金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【压轴精练】
1、【2019辽宁省鞍山】将一定质量的锌粉加入到一定量的硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列叙述错误的是（ ）
A．若将所得滤渣加入到稀盐酸中，有气泡产生，则滤液中一定含有硝酸锌，可能含有硝酸亚铁
B．若反应前后溶液质量相等，则滤渣中一定含有银，可能含有铁
C．若向滤液中滴加稀盐酸，无沉淀，则滤液中一定含有锌离子，可能含有亚铁离子
D．若反应后所得滤液呈无色，则滤渣中一定含有铁和银，可能含有锌
【答案】B
【解析】A、加入的锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银。溶液质量减小；再和硝酸亚铁反应生成铁和硝酸锌，
溶液质量增大。若将所得滤渣加入到稀盐酸中，有气泡产生，说明滤渣中一定有铁，可能有锌。则滤液中
一定没有硝酸银，一定有硝酸锌。可能有硝酸亚铁，故正确。
B、若反应前后溶液质量相等，则滤渣中一定含有银和铁，可能有锌。故错误。
C、若向滤液中滴加稀盐酸，无沉淀，则滤液中一定没有硝酸银，一定有硝酸锌，可能有硝酸亚铁。故正确。
D、若反应后所得滤液呈无色，则滤液中一定无硝酸亚铁和硝酸银。则滤渣中一定有银和铁，可能有锌。故正确。
故选：B。
2、【2019四川巴中】将铁粉加入到ZnSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后过滤，向滤渣中滴加稀H2SO4，无气泡产生，下列有关分析错误的是（ ）
A. 反应后溶液的溶质一定含有ZnSO4和FeSO4,可能含有CuSO4 B. 滤渣中的固体只有Cu
C. 反应后的溶液的质量一定减少 D. 滤渣中的固体一定有Cu，可能含有Fe
【答案】D
【解析】A、铁粉和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，充分反应后过滤，滤渣中含有铜，滴加稀H2SO4，无气泡产生，则铁粉反应完全，硫酸铜可能有剩余，反应后溶液的溶质一定含有ZnSO4和FeSO4,可能含有CuSO4，故A正确；
B、滴加稀H2SO4，无气泡产生，则铁粉反应完全，滤渣中的固体只有Cu，故B正确；
C、铁粉和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，56份的铁生成64份的铜，反应后的溶液的质量一定减少，故C正确；
D、滴加稀H2SO4，无气泡产生，则铁粉反应完全，滤渣中的固体只有Cu，没有Fe，故D不正确。故选D。
3、【2019四川眉山】将质量相等的镁粉和铁粉分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，所得H2质量与稀硫酸质量关系曲线正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】反应的稀硫酸质量相等时，生成氢气质量也相等，最终镁和稀硫酸反应生成的氢气多，B对应关系正确。
故选：B。
4、【2019山东济南】将一定质量铁粉加至H2SO4、MgSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液M和滤渣N。下列有关说法中，不合理的是（ ）
A. 滤液M中一定存在Fe2+ B. 滤渣N的质量一定大于加入铁粉的质量
C. 滤渣N中一定没有单质镁 D. 滤液M中至少含有两种金属阳离子
【答案】B
【解析】A、由题意铁一定会参加反应产生亚铁离子，A选项正确，不符合题意；
B、据该置换反应的过程是：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，反应的铁与铜的相对原子质量关系可知：该反应发生时，铁置换出铜时反应的铁小于生成的铜，但铁还有部分和硫酸反应，因此铁反应的质量可能会大于铜，B选项不正确，符合题意；
C、镁的活动性比铁强，不能反应，因此一定没有单质镁，C选项正确，不符合题意；
D、滤液中一定含有亚铁离子和没反应的镁离子，可能含有硫酸铜，应该至少含有两种阳离子，D选项正确，不符合题意。故选B。
5、【2019河南省】将镁、铝、锌、铁的单质分别投入质量相等且足量的稀硫酸中，反应结束后，各溶液的质量相等，则投入镁、铝、锌、铁的质量由大到小的顺序是（ ）
A. 铝＞镁＞铁＞锌 B. 铝=镁=铁=锌
C. 锌＞铁＞镁＞铝 D. 镁＞铝＞锌＞铁
【答案】A
【解析】金属与酸反应时，溶液增加的量等于反应掉的金属与生成氢气的质量差。
设锌的质量的xg，镁的质量为yg，铁的质量为ag，铝的质量为bg；则：
m1=
m2=
m3=
m4=
则：xg-=yg-=ag-=bg-
即： 可得： x
即m（锌）故选A。
6、【2019湖北十堰】为探究金属活动性顺序，学习小组设计并进行实验I和I1.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中定不含Cu；
其中正确结论的个数有（ ）
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】B
【解析】①通过实验I得到无色溶液和固体，硝酸铜和铝丝反应生成硝酸铝和铜，则铝活动性比铜强，实验II得到蓝色溶液和固体，铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜，铜的活动性比银强，则活动性顺序为铝、铜、银，则能验证Al、Ag. Cu的金属活动性顺序，故①正确；
②实验I得到无色溶液和固体，固体一定为铜，实验II得到蓝色溶液和固体，可能硝酸银和铜没反应完全，把硝酸银有剩余，混合后，硝酸银和铜反应，把铜消耗掉，则实验反应后固体中不一定含有Cu，故②不正确；
③若A是无色溶液，则A中不含硝酸铜，反应的时候，先和硝酸银发生置换反应，A溶液为无色，则一定没有AgNO3，故③不正确；
④若A呈蓝色，则溶液A中含有硝酸铜，实验I生成硝酸铝，则至少有两种溶质，故④正确；
⑤若A呈蓝色，实验I得到无色溶液和固体，固体一定为铜，实验II，生成硝酸铜和银，若完全反应，则固体B中含有Cu，故⑤不正确。故选B。
7、【2018河南省】有Mg、Al、Zn的混合物共7.2g，与足量盐酸反应，生成H2的质量可能是（ ）
A．0.2g B．0.6g C．0.8g D．0.9g
【答案】B
【解析】解：设7.2g镁完全反应生成的氢气质量为x
Mg﹣﹣﹣H2，
24 2
7.2g x
解得：x=0.6g
设7.2g铝完全反应生成的氢气质量为y
2Al﹣﹣﹣﹣3H2，
54 6
7.2g y
解得：y=0.8g
设7.2g锌完全反应生成的氢气质量为z
Zn﹣﹣﹣﹣﹣H2，
65 2
7.2g z
解得：z≈0.22g
由于金属是镁、铝和锌的混合物，由题中的数据可知，得到氢气的质量可能为0.6g，
故选B。
8、【2019山东东营】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
【答案】C
【解析】铁的金属活动性比银强，比锌弱，不能与硝酸锌溶液反应；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，铁能与AgNO3溶液反应生成硝酸亚铁溶液和银，反应停止后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣中含有能与稀盐酸反应的金属，该金属应为铁，说明铁是过量的。
A、滤液中一定含有硝酸亚铁、硝酸锌，一定没有硝酸银，故选项说法错误。
B、滤液中一定含有硝酸亚铁、硝酸锌，一定没有硝酸银，故选项说法错误。
C、滤渣中一定含有银和铁，一定没有锌，故选项说法正确。
D、铁能与AgNO3溶液反应生成硝酸亚铁溶液和银，反应的化学方程式为Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag，由反应时的质量比可知，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，故选项说法错误。
故选：C。
9、【2019山东济宁】 分别向50g FeSO4和CuSO4溶液中，加入一定质量Mg粉恰好完全反应。随Mg粉消耗，Mg粉与溶液中FeSO4、CuSO4的质量变化见图。请读取图象信息并结合金属活动性顺序分析，下面说法不合理的是（ ）
A．反应前，溶液中溶质质量分数：FeSO4＜CuSO4
B．反应后，两溶液底部分别析出的金属是Fe和Cu
C．反应后，两溶液底部析出金属的质量：Fe＜Cu
D．反应后，若FeSO4和CuSO4对应新溶液的溶质质量分数分别为A、B，则A＞B
【答案】D
【解析】A、反应前，硫酸铜质量是8g，硫酸亚铁质量是7.6g，溶液质量相等，因此溶液中溶质质量分数：FeSO4＜CuSO4，该选项说法正确；
B、镁和硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁，和硫酸铜反应生成硫酸镁和铜，反应后两溶液底部分别析出的金属是Fe和Cu，该选项说法正确；
C、镁和硫酸亚铁、硫酸铜反应的化学方程式及其质量关系为：
Mg+FeSO4═MgSO4+Fe，
24 56
Mg+CuSO4═MgSO4+Cu，
24 64
由质量关系可知，镁质量相等时生成铁的质量小于生成铜的质量，结合图中数据可知，消耗镁的质量都是1.2g，因此反应后两溶液底部析出金属的质量：Fe＜Cu，该选项说法正确；
D，反应后，生成铜质量大于生成铁的质量，因此硫酸亚铁和镁反应后形成的溶液质量大于硫酸铜和镁反应形成的溶液质量，若FeSO4和CuSO4对应新溶液的溶质质量分数分别为A、B，则A小于B，该选项说法不正确。
故选：D。
10、【2018四川自贡】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（ ）
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
【答案】C
【解析】据图判断生成氢气打的速率：乙＞甲＞丙，即金属活动性：乙＞甲＞丙；生成氢气的质量：甲＞乙＞丙；相对原子质量：丙＞乙＞甲；根据质量守恒定律可知，生成氢气的质量与消耗稀硫酸的质量有关，生成氢气的质量：甲＞乙＞丙，即消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙。故选C。
11、【2019山东青岛】将铜粉和铁粉的混合物 m g 放入烧杯中，向烧杯中不断加入FeCl3溶液，测得烧杯中剩余固体的质量与加入 FeCl3 溶液体积的关系如图所示。下列相关说法正确的是（ ）（多选）
【小资料】
铁和铜都能与 FeCl3溶液发生反应，反应的化学方程式为：Fe+2FeCl3＝3FeCl2；Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2
A．FeCl3 与Cu 发生的化学反应属于置换反应
B．铜粉和铁粉的混合物中，铁粉的质量为（m﹣n）g
C．N 点对应的溶液中一定含有 Fe2+、Cu2+和 Cl﹣
D．当加入V1 mL FeCl3 溶液时，Cu 恰好完全反应
【答案】BC
【解析】在金属活动性顺序中，铁在铜的前面，铁能与铜盐溶液发生置换反应，向装有氯化铁溶液的烧杯中，加入一定量的Cu和Fe的混合粉末，则铁优先与氯化铁发生反应生成氯化亚铁，然后铜与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，所以：
A、FeCl3与Cu 发生的化学反应，由两种物质生成了一种物质，属于化合反应，不是置换反应，故A错误；
B、由于铁粉优先反应，由图象可知，铜粉和铁粉的混合物中，铁粉的质量为（m﹣n） g，故B正确；
C、N 点加入的氯化铁亲好与铁，铜反应，对应的溶液中一定含有 Fe2+、Cu2+和 Cl﹣，故C正确；
D、当加入V1mL FeCl3 溶液时，铁 恰好完全反应，故C错误。
故选：BC。
12、【2018浙江衢州】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人烧杯中（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（ ）
①Mg2+；②Mg2+和Fe2+；③Fe2+和Cu2+；④Mg2+、Fe2+和Cu2+
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
【答案】C
【解析】由于镁的活动性大于铁，铁不能与硫酸镁反应；铁的活动性大于铜，铁能将铜从其溶液中置换出来，由题意可知，实验后把两试管中的物质倒人烧杯中（如图乙）发现烧杯内的红色固体明显增多，说明了乙中的铁完全发生了，甲中的铁又与硫酸铜发生了反应。若硫酸铜完全反应了，溶液中的阳离子是：Mg2+和Fe2+；若硫酸铜没有完全反应，溶液中的阳离子是：Mg2+、Fe2+和Cu2+。由以上分析可知，C正确。
故选C。
13、【2019江苏镇江】向200.0gAgNO3溶液中加入m克Fe和Cu的混合粉末，搅拌，充分反应后过滤、洗涤、干燥得32.4g固体。向滤液中滴加NaCl溶液，产生白色沉淀。下列说法正确的是（ ）
A.滤液的质量是167.6g B.混合粉末的质量范围是8.4＜m＜9.6
C.固体中加入稀盐酸可能会有气体生成 D.原AgNO3溶液的溶质质量分数是25.5%
【答案】B
【解析】向200.0gAgNO3溶液中加入m克Fe和Cu的混合粉末，搅拌，充分反应后过滤、洗涤、干燥得32.4g固体。向滤液中滴加NaCl溶液，产生白色沉淀，该反应是铁先与硝酸银反应，铁反应完了，再铜与硝酸银反应，硝酸银与氯化钠反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，所以由题意可知，反应结束后，溶液中存在硝酸银溶液，铁、铜完全反应，32.4g固体是反应生成的32.4g的银。
根据以上分析可知：
A、滤液的质量=200g-32.4g+mg=167.4g+mg，故A错误；
B、设：生成32.4g银需要铁的质量为x。
x=8.4g；
设：生成32.4g银需要铜的质量为y。
y=9.6g；
所以混合粉末的质量范围是，故B正确；
C、固体是反应生成的银，银在金属活动顺序中排在氢之后，固体中加入稀盐酸不可能会有气体生成，故C错误；
D、反应结束后，溶液中仍存在硝酸银溶液，题中提供的信息不能计算原溶液的溶质质量分数，故D错误。故选B。
14、【2018湖北襄阳市】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
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
【答案】B
【解析】铁比铜活泼，铜比银活泼，向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁，铁先和硝酸银反应，当硝酸银完全反应后，再和硝酸铜反应。
在a点时，硝酸银没有全部参加反应，溶液中含有硝酸银、硝酸铜和生成的硝酸亚铁，向溶液中滴加稀盐酸，硝酸银与盐酸反应生成氯化银沉淀和硝酸，有白色沉淀，错误；
B、在c点，硝酸银已完全反应，硝酸铜没有全部参加反应，过滤后得到的固体是银与铜的混合物，银与铜都不能与盐酸反应，滴加稀盐酸，无气泡产生，正确；
C、在d点，硝酸银、硝酸铜已完全反应，溶液中溶质是反应生成的Fe(NO3)2没有Cu(NO3)2，错误；
D、在e点，铁粉已经过量，过滤后得到的固体中有银、铜、铁3种物质，错误。故选B。
15、【2019湖北孝感】现有一包由6.5g锌、5.6g铁、6.4g铜混合而成的粉末，把它加入到一定量的硝酸银溶液中，反应结束后过滤，洗涤，烘干，测得滤渣中含有三种物质。则滤渣的质量可能是（ ）
A．49.6g B．34.8g C．32.7g D．18.5g
【答案】B
【解析】把三种物质投入到一定量的硝酸银溶液中，发生的反应方程式依次为：Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag，Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag，Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。当锌与硝酸银恰好反应，生成Ag的质量为21.6g，滤渣含有三种：铁、铜和银，其质量=5.6g+21.6g+6.4g=33.6g；当锌、铁与硝酸银恰好反应，生成Ag的质量为21.6g+21.6g，滤渣含有两种：铁、铜和银，其质量=21.6g+21.6g+6.4g=49.6g；当硝酸银溶液足量时，滤渣有一种：银的质量=21.6g+21.6g+21.6g=64.8g，即滤渣中含有三种固体，其质量满足33.6g-49.6g之间，故选B。
Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
65 216 56 216 64 216
6.5g 21.6g 5.6g 21.6g 6.4g 21.6g
故选B。
16、【2019湖南湘西】某化学兴趣小组向Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。然后向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生，那么滤液中所含溶质的成分可能有_____种情况。
【答案】3
【解析】金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来，且金属活动性差距越大反应越易进行。向Cu(NO3)2、AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，铁粉首先与硝酸银反应，Fe+2AgNO3=2Ag+Fe(NO3)2，当硝酸银反应完以后，铁粉再与硝酸铜反应，Fe+Cu(NO3)2= Fe(NO3)2 +Cu。充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。然后向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生，说明滤渣中无铁。第一种情况：加入铁粉的量很少，只与部分硝酸银反应，此时溶质有生成的Fe(NO3)2、剩余的AgNO3、没参加反应的Cu(NO3)2；第二种情况：加入的铁粉与硝酸银恰好反应，此时溶质有生成的Fe(NO3)2、没参加反应的Cu(NO3)2；第三种情况：加入的铁粉与硝酸铜恰好反应，此时溶质是生成的Fe(NO3)2。
17、【2018山东青岛市】同学们到实验室去进行“探究金属的性质”实验。将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。请你填空。
（1）若将所得滤渣放入稀盐酸中，有气泡产生，则
①滤液里一定含有_____（填写化学式，下同），可能含有_____；
②滤渣中一定含有_____，可能含有_____。
（2）若反应后所得滤液呈无色，则滤渣中一定含有_____（填写化学式）。
（3）反应后所得滤液的溶质质量分数_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）原硝酸银溶液的溶质质量分数。
【答案】(1).①Zn(NO3)2；Fe(NO3)2；②Ag；Fe；Zn；（2）Ag、Fe、Zn；(3).小于。
【解析】由于金属活动性是：锌比铁活泼，铁比银活泼，将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，如果锌不足，则铁再和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银。
若将所得滤渣放入稀盐酸中，有气泡生成，则说明滤渣中一定有铁，可能含有锌，溶液中的硝酸银完全参加了反应①滤液里一定含有Zn（NO3）2，可能含有Fe（NO3）2；②滤渣中一定含有Ag、Fe，可能含有Zn；
若反应所得滤液呈无色，说明了铁未参加反应，则滤渣中一定含有Ag、Fe、Zn；
（3）由于每65份质量的锌能够反应生成216份的银，每65份质量的铁能反应生成216份质量的银，所有反应后所得滤液的质量分数小于原硝酸银溶液的质量分数。
18、【2019贵州毕节】某化学兴趣小组为探究金属铝和铜的活动性强弱，开展了以下活动。
【查阅资料】
经查阅，金属铝在常温下能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜。该反应的化学方程式为 。
【对比实验】
编号 操作 现象
甲 将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中 无明显现象
乙 将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4溶液中 铝丝表面析出红色固体
丙 将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2溶液中 铝丝表面析出红色固体
（1）比较实验乙和实验_____（填“甲”或“丙”）可得知：打磨能破坏氧化铝薄膜。
（2）实验乙中反应的化学方程式为 ，据此可知金属活动性Al比Cu_____（填“强”或“弱”）。
（3）小明同学对实验丙的现象进行分析，认为H2O对氧化铝薄膜有破坏作用。但此观点马上被其他同学否定，否定的依据是 。
【猜测与探究】
小组同学针对实验丙的现象，经讨论后猜测：Cl-破坏了氧化铝薄膜。
为检验此猜测是否正确，他们首先向两支试管中加入相同的CuSO4溶液，并均浸入表面未打磨的铝丝，然后进行了新的探究：
操作 现象 结论 推论
（1）向一支试管中再加入NaCl固体 铝丝表面析出红色固体 氧化铝薄膜被破坏 Na+或①_____能破坏氧化铝薄膜
（2）向另一支试管中再加入Na2SO4固体 ② 。 氧化铝薄膜未被破坏 Na+和SO42?都不能破坏氧化铝薄膜
【结论与反思】
得出结论：前述猜测_____（填“正确”或“不正确”）。总结反思：本次探究充分运用了比较法和控制变量法。
【答案】；(1).甲； (2).、 强；(3).甲实验中未打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中无明显现象，说明水对氧化铝薄膜没有破坏作用；【猜测与探究】
SO42- 、无明显现象；【结论与反思】正确
【解析】[查阅资料]
铝在常温下能与空气中氧气反应生成氧化铝，化学方程式为：;
[对比实验]
（1）甲实验是将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中，乙实验是将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中，前者无明显现象，后者铝丝表面析出红色固体，对比甲乙可知，打磨能破坏氧化铝薄膜；
（2）乙实验中铝和硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜，化学方程式为：；铝能将硫酸铜溶液中的铜置换出来，说明铝的金属活动性比铜强；
（3）小明同学的观点错误，否定的依据是，甲实验中未打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中无明显现象，说明水对氧化铝薄膜没有破坏作用；
【猜测与探究】
①表面未打磨的铝丝浸入氯化钠溶液中，铝丝表面有红色固体铜析出，说明Na+或Cl-,能破坏氧化铝薄膜；
②得出的结论是氧化铝薄膜未被破坏，则因为氧化铝薄膜的保护作用，铝丝不能和硫酸铜溶液反应，故观察到的现象是;无明显现象；
【结论与反思】
前述猜测正确，这是因为根据上述实验氯化钠可以破坏铝丝表面的氧化膜，而Na+又不能破坏铝丝表面的氧化膜，则说明Cl-可以破坏铝丝表面的氧化膜。
19、【2019辽宁省丹东】某班同学在实验室完成实验探究后得到废液A，其中含有稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜。老师将同学们分成甲乙两组，继续进行如下实验，请完成下列相关问题：
【甲组任务】将废液转化成硫酸亚铁晶体。实验流程如下:
（1）滤液B中的溶质来自于哪几个部分？_______
（2）写出上述流程中的一个化学反应方程式：_____。
【乙组任务】利用废液来探究金属铝的化学性质。实验流程如图：
（3）滤渣C中一定没有_____。
（4）滤液D中一定含有的溶质是 （填化学式，下同），可能含有的溶质是_____。
【答案】(1).废液A、铁与硫酸反应的产物、铁与硫酸铜反应的产物；(2).Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑或Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；(3).铁和铝；(4).FeSO4和Al2（SO4）3；CuSO4和H2SO4
【解析】（1）滤液B中的溶质来自于：废液A、铁与硫酸反应的产物、铁与硫酸铜反应的产物。故答案为废液A、铁与硫酸反应的产物、铁与硫酸铜反应的产物；
（2）铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜。故答案为Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑或Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
（3）金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，故滤渣C中一定没有铁和铝，因为滤渣C中加入稀硫酸没有气泡产生。故答案为铁和铝；
（4）滤液D中一定含有的溶质是：硫酸铝和硫酸亚铁，因为硫酸铝是生成物，硫酸亚铁还没有被置换；可能含有的溶质是：CuSO4和H2SO4；因为铝太少。故答案为FeSO4和Al2（SO4）3；CuSO4和H2SO4；
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专题1 金属化学性质及计算
【解题技巧】
1、金属与盐的混合溶液反应后滤渣、滤液成分的判断方法
例如：将铁粉不断加入硝酸铜、硝酸银、硝酸锌的混合溶液中。
（1）由于锌比铁活泼，故铁不与硝酸锌反应（依据：金属与盐反应的规律），因此滤液中一定含有硝酸锌，滤渣中一定不含锌。
（2）根据“优先反应”规律（即远距离先置换），铁首先与 溶液反应；
硝酸银反应一部分：滤渣（ ）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁、 、 ）
硝酸银恰好完全反应完：滤渣（ ）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁、 ）
（3）硝酸银反应完后，若铁粉有剩余，铁才与硝酸铜反应。
硝酸铜反应一部分：滤渣（ ）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁、 ）
硝酸铜恰好完全反应完：滤渣（ ）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁）
硝酸铜反应完、铁还有剩余：滤渣（ ）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁）
2、金属与酸反应的图象分析。
（1）等质量的金属与足量的酸反应
酸是足量的，说明 完全反应，所以最终生成氢气的质量要依据金属的质量来计算。如镁、锌、铁与酸的反应如图表示。
此图反映出：①金属越活泼，图示反应物的曲线 ，如Mg线比Zn线陡，Zn线比Fe线陡；②当金属在化合物中化合价相同时，金属的相对原子质量 ，与酸反应产生的氢气 ，曲线的拐点越高。可简单概括为： 。
（2）足量的金属与等量的酸反应
金属是足量的，说明 完全反应，最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算，所以最终生成氢气的质量 。如镁、铁与酸的反应可用右图表示。
【经典例题】
1、【2019江苏无锡】一定质量的Zn加入到含有Fe(NO3)2和AgNO3两种物质的混合溶液中，充分反应后过滤液仍为浅绿色，下列叙述正确的是（ ）
①滤液中一定有Zn2+、Fe2+
②滤液中可能有Ag+
③滤渣中一定有Ag，可能有Fe
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③
2、【2019山东济宁】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的质量关系见图，分析图象所得的结论中，不正确的是（ ）
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
【压轴精练】
1、【2019辽宁省鞍山】将一定质量的锌粉加入到一定量的硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列叙述错误的是（ ）
A．若将所得滤渣加入到稀盐酸中，有气泡产生，则滤液中一定含有硝酸锌，可能含有硝酸亚铁
B．若反应前后溶液质量相等，则滤渣中一定含有银，可能含有铁
C．若向滤液中滴加稀盐酸，无沉淀，则滤液中一定含有锌离子，可能含有亚铁离子
D．若反应后所得滤液呈无色，则滤渣中一定含有铁和银，可能含有锌
2、【2019四川巴中】将铁粉加入到ZnSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后过滤，向滤渣中滴加稀H2SO4，无气泡产生，下列有关分析错误的是（ ）
A. 反应后溶液的溶质一定含有ZnSO4和FeSO4,可能含有CuSO4 B. 滤渣中的固体只有Cu
C. 反应后的溶液的质量一定减少 D. 滤渣中的固体一定有Cu，可能含有Fe
3、【2019四川眉山】将质量相等的镁粉和铁粉分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，所得H2质量与稀硫酸质量关系曲线正确的是（ ）
A． B． C． D．
4、【2019山东济南】将一定质量铁粉加至H2SO4、MgSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液M和滤渣N。下列有关说法中，不合理的是（ ）
A. 滤液M中一定存在Fe2+ B. 滤渣N的质量一定大于加入铁粉的质量
C. 滤渣N中一定没有单质镁 D. 滤液M中至少含有两种金属阳离子
5、【2019河南省】将镁、铝、锌、铁的单质分别投入质量相等且足量的稀硫酸中，反应结束后，各溶液的质量相等，则投入镁、铝、锌、铁的质量由大到小的顺序是（ ）
A. 铝＞镁＞铁＞锌 B. 铝=镁=铁=锌
C. 锌＞铁＞镁＞铝 D. 镁＞铝＞锌＞铁
6、【2019湖北十堰】为探究金属活动性顺序，学习小组设计并进行实验I和I1.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中定不含Cu；
其中正确结论的个数有（ ）
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
7、【2018河南省】有Mg、Al、Zn的混合物共7.2g，与足量盐酸反应，生成H2的质量可能是（ ）
A．0.2g B．0.6g C．0.8g D．0.9g
8、【2019山东东营】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
9、【2019山东济宁】 分别向50g FeSO4和CuSO4溶液中，加入一定质量Mg粉恰好完全反应。随Mg粉消耗，Mg粉与溶液中FeSO4、CuSO4的质量变化见图。请读取图象信息并结合金属活动性顺序分析，下面说法不合理的是（ ）
A．反应前，溶液中溶质质量分数：FeSO4＜CuSO4
B．反应后，两溶液底部分别析出的金属是Fe和Cu
C．反应后，两溶液底部析出金属的质量：Fe＜Cu
D．反应后，若FeSO4和CuSO4对应新溶液的溶质质量分数分别为A、B，则A＞B
10、【2018四川自贡】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（ ）
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
11、【2019山东青岛】将铜粉和铁粉的混合物 m g 放入烧杯中，向烧杯中不断加入FeCl3溶液，测得烧杯中剩余固体的质量与加入 FeCl3 溶液体积的关系如图所示。下列相关说法正确的是（ ）（多选）
【小资料】
铁和铜都能与 FeCl3溶液发生反应，反应的化学方程式为：Fe+2FeCl3＝3FeCl2；Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2
A．FeCl3 与Cu 发生的化学反应属于置换反应
B．铜粉和铁粉的混合物中，铁粉的质量为（m﹣n）g
C．N 点对应的溶液中一定含有 Fe2+、Cu2+和 Cl﹣
D．当加入V1 mL FeCl3 溶液时，Cu 恰好完全反应
12、【2018浙江衢州】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人烧杯中（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（ ）
①Mg2+；②Mg2+和Fe2+；③Fe2+和Cu2+；④Mg2+、Fe2+和Cu2+
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
13、【2019江苏镇江】向200.0gAgNO3溶液中加入m克Fe和Cu的混合粉末，搅拌，充分反应后过滤、洗涤、干燥得32.4g固体。向滤液中滴加NaCl溶液，产生白色沉淀。下列说法正确的是（ ）
A.滤液的质量是167.6g B.混合粉末的质量范围是8.4＜m＜9.6
C.固体中加入稀盐酸可能会有气体生成 D.原AgNO3溶液的溶质质量分数是25.5%
14、【2018湖北襄阳市】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
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
15、【2019湖北孝感】现有一包由6.5g锌、5.6g铁、6.4g铜混合而成的粉末，把它加入到一定量的硝酸银溶液中，反应结束后过滤，洗涤，烘干，测得滤渣中含有三种物质。则滤渣的质量可能是（ ）
A．49.6g B．34.8g C．32.7g D．18.5g
16、【2019湖南湘西】某化学兴趣小组向Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。然后向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生，那么滤液中所含溶质的成分可能有_____种情况。
17、【2018山东青岛市】同学们到实验室去进行“探究金属的性质”实验。将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。请你填空。
（1）若将所得滤渣放入稀盐酸中，有气泡产生，则
①滤液里一定含有_____（填写化学式，下同），可能含有_____；
②滤渣中一定含有_____，可能含有_____。
（2）若反应后所得滤液呈无色，则滤渣中一定含有_____（填写化学式）。
（3）反应后所得滤液的溶质质量分数_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）原硝酸银溶液的溶质质量分数。
18、【2019贵州毕节】某化学兴趣小组为探究金属铝和铜的活动性强弱，开展了以下活动。
【查阅资料】
经查阅，金属铝在常温下能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜。该反应的化学方程式为 。
【对比实验】
编号 操作 现象
甲 将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中 无明显现象
乙 将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4溶液中 铝丝表面析出红色固体
丙 将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2溶液中 铝丝表面析出红色固体
（1）比较实验乙和实验_____（填“甲”或“丙”）可得知：打磨能破坏氧化铝薄膜。
（2）实验乙中反应的化学方程式为 ，据此可知金属活动性Al比Cu_____（填“强”或“弱”）。
（3）小明同学对实验丙的现象进行分析，认为H2O对氧化铝薄膜有破坏作用。但此观点马上被其他同学否定，否定的依据是 。
【猜测与探究】
小组同学针对实验丙的现象，经讨论后猜测：Cl-破坏了氧化铝薄膜。
为检验此猜测是否正确，他们首先向两支试管中加入相同的CuSO4溶液，并均浸入表面未打磨的铝丝，然后进行了新的探究：
操作 现象 结论 推论
（1）向一支试管中再加入NaCl固体 铝丝表面析出红色固体 氧化铝薄膜被破坏 Na+或①_____能破坏氧化铝薄膜
（2）向另一支试管中再加入Na2SO4固体 ② 。 氧化铝薄膜未被破坏 Na+和SO42?都不能破坏氧化铝薄膜
【结论与反思】
得出结论：前述猜测_____（填“正确”或“不正确”）。总结反思：本次探究充分运用了比较法和控制变量法。
19、【2019辽宁省丹东】某班同学在实验室完成实验探究后得到废液A，其中含有稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜。老师将同学们分成甲乙两组，继续进行如下实验，请完成下列相关问题：
【甲组任务】将废液转化成硫酸亚铁晶体。实验流程如下:
（1）滤液B中的溶质来自于哪几个部分？_______
（2）写出上述流程中的一个化学反应方程式：_____。
【乙组任务】利用废液来探究金属铝的化学性质。实验流程如图：
（3）滤渣C中一定没有_____。
（4）滤液D中一定含有的溶质是 （填化学式，下同），可能含有的溶质是_____。
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