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《金屬的性質(zhì)》專題突破 【考綱要求】 1.了解常見金屬及合金的物理性質(zhì)、特性及其應(yīng)用；了解金屬資源的利用和保護(hù)。 2.掌握常見金屬的化學(xué)性質(zhì)，能用金屬的活動性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進(jìn)行判斷。 3.掌握煉鐵的原理及有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計算。 【知識網(wǎng)絡(luò)】 大多數(shù)金屬具有金屬光澤，呈銀白色，但銅呈紅色，金呈黃色 物理特性 常溫下大多為固體，但汞是液體 金屬具有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性 2Mg+O22MgO 金屬 與氧氣反應(yīng) 3Fe+2O2Fe3O4 2Cu+O22CuO 4Al+3O2=2Al2O3 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 化學(xué)性質(zhì) 與酸反應(yīng) Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 與某些鹽溶液反應(yīng) Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag 純金屬 金屬材料 定義：金屬和金屬（或金屬和非金屬）熔合而成具有金屬特性的物質(zhì) 合金 特性：硬度增大，熔點降低 鐵合金 生鐵 鋼 赤鐵礦含F(xiàn)e2O3 鐵礦石 磁鐵礦含F(xiàn)e3O4 金屬礦石 鋁土礦 Al2O3 設(shè)備；高爐 煉鐵 原料：鐵礦石，石灰石，焦炭 原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 條件：與水和氧氣同時接觸 鐵銹蝕 鐵銹的主要成分：Fe2O3 涂油 防銹方法 噴漆 電鍍 搪瓷 防止金屬銹蝕 金屬資源保護(hù)途徑：廢舊金屬的回收利用 合理有效的開采礦物 尋找金屬的替代品 【考點梳理】 考點一、金屬及金屬資源的利用和保護(hù) 1.金屬的共性：①金屬光澤；②良好導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性；③良好的延性、展性；④韌性好、能彎曲。 2.金屬的特性： （1）顏色：大多為銀白色，銅呈紫紅色、金呈黃色； （2）狀態(tài)：常溫下大多為固體，汞為液體； （3）密度差別很大：金為19.3g/cm3，鋁為2.7 g/cm3； （4）導(dǎo)電性差異很大：銀為100，鉛僅為7.9； （5）熔點差別大：鎢為3410℃，錫僅為232℃； （6）硬度差別大：鉻為9，鉛僅為1.5。 3.合金：是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬和非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。生鐵（含碳量為2%～4.3%）和鋼（含碳量為0.03%～2%）都是鐵合金。 4.認(rèn)識合金時，應(yīng)抓住五點：①合金中一定含有金屬元素，且各元素都是以單質(zhì)的形式存在；②合金一定具有金屬特性；③合金一定是混合物；④合金中也可以有非金屬；⑤形成合金的過程是熔合，并非簡單的混合。 5.鐵銹蝕的條件及防銹蝕方法： （1）鐵生銹的條件：鐵與水、氧氣同時接觸。 （2）防止鐵生銹的方法：①保持鐵制品表面的潔凈和干燥；②在鐵制品表面形成保護(hù)膜：刷漆、涂油、鍍一層其它金屬、在鐵制品表面形成致密的氧化物保護(hù)膜；③改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成不銹鋼。 6.保護(hù)金屬資源的有效途徑：①防止金屬銹蝕；②廢舊金屬的回收利用；③合理有效的開采礦物；④尋找金屬的替代品等。 【要點詮釋】 1.金屬材料包括純金屬和它們的合金。合金的硬度、強(qiáng)度、抗腐蝕性等一般都好于組成它們的純金屬。 2金屬的性質(zhì)在很大程度上決定著金屬的用途，但在實際選擇使用金屬時，不僅要考慮金屬的性質(zhì)，還要考慮其價格、資源、是否美觀以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素。 3.可以通過一些簡單的實驗加深對合金性質(zhì)的認(rèn)識。如：對于合金的硬度和強(qiáng)度大干成分金屬的性質(zhì)，可以通過將純銅片和黃銅片相互刻畫的方法來認(rèn)識，刻畫時純銅片上留下明顯的劃痕，黃銅片上則沒有明顯的劃痕；對于合金的熔點低于成分金屬的性質(zhì)，可以通過加熱同一鐵片上的焊錫、錫、鉛至熔化的方法來認(rèn)識，加熱時，焊錫先熔化，而后是錫熔化，最后是鉛熔化。 4.覆蓋在鋼鐵表面的銹，不能防止鋼鐵銹蝕。因為鐵銹疏松多孔，不僅不能阻止鋼鐵制品與空氣和水接觸，還會把空氣和水分保留在鋼鐵制品的表面，進(jìn)一步加速鋼鐵的銹蝕。 5.鐵的銹蝕對人類并非只有壞處而沒有好處，如在食品包裝盒內(nèi)放入鐵粉，利用鐵的銹蝕消耗食品盒內(nèi)的氧氣和水蒸氣，延長食品的保質(zhì)期。 考點二、金屬活動性順序、金屬的化學(xué)性質(zhì) 1.在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強(qiáng)；位于氫前面金屬可以置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來（K、Ca、Na除外）。 2.置換反應(yīng)是由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。 3.金屬能與氧氣、酸等發(fā)生反應(yīng)。 4.鐵與鹽酸和稀硫酸反應(yīng)只能生成+2價的亞鐵鹽（FeCl2，F(xiàn)eSO4），而不能生成+3價的鐵鹽[ FeCl3，F(xiàn)e2(SO4)3]。 5.鐵與鹽的溶液發(fā)生置換反應(yīng)時，生成的是+2價的亞鐵鹽。 6.判斷金屬活動性強(qiáng)弱的依據(jù)： （1）依據(jù)在相同條件下金屬能否與氧氣反應(yīng)或與氧氣反應(yīng)的劇烈程度判斷金屬活動性強(qiáng)弱。 （2）在相同條件下金屬能否與酸反應(yīng)或與酸反應(yīng)的劇烈程度判斷金屬活動性強(qiáng)弱。 （3）在相同條件下金屬能否與某種鹽反應(yīng)判斷金屬活動性強(qiáng)弱。 7.比較三種金屬活動性實驗的設(shè)計方法。如驗證Zn，Cu，Ag三種金屬活動性實驗的設(shè)計方法有三種： （1）取活動性居中的金屬單質(zhì)，例如取Cu絲，而Cu兩邊的金屬取其溶液，如ZnCl2溶液和AgNO3溶液，然后將Cu絲分別伸入兩溶液中，通過是否有金屬被置換出來而確定金屬的活動性。即“中間的金屬，兩端的溶液”的方法。 （2）取金屬活動性居中的金屬溶液，例如取CuSO4溶液，而Cu兩邊的金屬取其單質(zhì)，如Zn片和Ag片，然后分別將Zn片和Ag片放入CuSO4溶液中，根據(jù)是否有紫紅色的銅被置換出來確定金屬的活動性。即“中間的溶液，兩端的金屬”的方法。 （3）先取Zn片、Cu絲和稀鹽酸驗證Zn和Cu的活動性順序，然后取AgNO3溶液，將Cu絲插入其中驗證Cu和Ag的活動性順序。此法也可簡稱為“兩單一液加一酸”，即先取相鄰兩種金屬的單質(zhì)，再取另一種金屬的鹽溶液，外加一種酸（稀鹽酸或稀硫酸均可）。注意：相鄰的金屬中要有一種金屬能與酸反應(yīng)。 【要點詮釋】 1.活潑金屬（如在金屬活動性順序中排在氫前面的金屬）能與酸反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽和氫氣，不活潑的金屬（如在金屬活動性順序中排在氫后面的金屬）不能與酸反應(yīng)。金屬越活潑，與酸反應(yīng)越劇烈。 2.金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度還與金屬與酸的接觸面積、酸的濃度、溫度有關(guān)，金屬與酸的接觸面積越大，酸的濃度越大，溫度越高，反應(yīng)越劇烈。 3.金屬與酸反應(yīng)生成鹽和氫氣中的酸一般是指鹽酸、稀硫酸、醋酸等。硝酸和濃硫酸不能與金屬反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)的產(chǎn)物一般是鹽和水，因為這兩種酸有較強(qiáng)的氧化性。 4.活動性強(qiáng)的金屬能把活動性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來。反應(yīng)的實質(zhì)是活動性強(qiáng)的金屬的原子失去電子變?yōu)殡x子進(jìn)入到溶液中，活動性弱的金屬的離子得到電子成為原子析出來。 5.甲、乙兩種金屬的活動性為甲＞乙，當(dāng)甲、乙同時與活動性弱的金屬X的鹽溶液作用時，發(fā)生反應(yīng)的次序為先甲后乙；X，Y兩種金屬的活動性為X＞Y，當(dāng)活動性強(qiáng)的金屬甲與X，Y的鹽的混合溶液作用時，發(fā)生反應(yīng)的次序為先Y后X。 6.活動性很強(qiáng)的金屬（如K，Ca，Na）不能置換出可溶性鹽溶液中的金屬，因為活動性強(qiáng)的金屬會先與水反應(yīng)生成堿。 考點三、金屬冶煉及有關(guān)計算 1.工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。人類最先使用銅，而后鐵，使用鋁只有一百多年的歷史，主要與三種金屬的化學(xué)性質(zhì)、冶煉難易有關(guān)。 2.工業(yè)上冶煉鐵的原料、主要反應(yīng)原理、主要設(shè)備見下表： 原　　料 鐵礦石、焦炭、石灰石等 主要反應(yīng) 原理 在高爐中焦炭的作用是提供熱量（碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，放熱），二氧化碳和碳反應(yīng)生成還原劑一氧化碳。 C+CO22CO Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2 主要設(shè)備 高爐 3.化學(xué)方程式表達(dá)的是純凈物間的關(guān)系，所以利用化學(xué)方程式進(jìn)行計算，使用的必須是純凈物的質(zhì)量，當(dāng)參加反應(yīng)的物質(zhì)中含有雜質(zhì)時，應(yīng)把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純凈物的質(zhì)量，然后利用方程式進(jìn)行計算。純凈物與含雜質(zhì)物質(zhì)間的質(zhì)量換算關(guān)系如下： 純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)100％， 不純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量。 【要點詮釋】 1.做一氧化碳還原氧化鐵的實驗必須注意： （1）實驗開始時先通入一氧化碳?xì)怏w，排凈裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合，加熱時發(fā)生爆炸。 （2）實驗完畢后要繼續(xù)通入一氧化碳?xì)怏w，直到玻璃管冷卻，防止高溫下的鐵與空氣接觸被氧化。同時，實驗過程中還可以防止澄清石灰水被倒吸。 （3）尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾氣要經(jīng)過點燃處理，將一氧化碳燃燒掉轉(zhuǎn)化為無毒的二氧化碳或收集備用，防止一氧化碳直接排放到空氣中污染空氣。 2.計算各種礦石的含鐵量，不必非要計算出鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可以用鐵元素與其他元素的原子個數(shù)之比來判斷。磁鐵礦（Fe3O4）中Fe，O個數(shù)比為1∶1.3，赤鐵礦（Fe2O3）中Fe，O個數(shù)比為1∶1.5，而黃鐵礦（FeS2）中1個硫原子相當(dāng)于2個氧原子的質(zhì)量，F(xiàn)e，S個數(shù)比為1∶2，相當(dāng)于Fe，O個數(shù)比為1∶4。Fe與O的原子個數(shù)比值越大，含鐵量越高。 【典型例題】 類型一、考查金屬及金屬資源的利用和保護(hù) 1．如圖所示實驗，裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ ） A．鐵絲不變化 B．鐵絲逐漸消失 C．試管中的液面不變化 D．試管中的液面上升 【思路點撥】解答本題要掌握鐵生銹的條件和壓強(qiáng)等方面的知識。鐵與氧氣和水同時接觸時容易生銹，鐵生銹消耗了試管中的氧氣從而使得試管中的氣體壓強(qiáng)減小。 【答案】D 【解析】試管中的鐵絲因與氧氣和水蒸氣充分接觸容易生銹。鐵生銹消耗了試管中的氧氣，使試管內(nèi)壓強(qiáng)減?。辉谕饨绱髿鈮旱淖饔孟?，燒杯中的水被壓入試管內(nèi)，使試管中的液面上升。 【總結(jié)升華】鐵在潮濕的空氣中易生銹，實際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液能促進(jìn)金屬生銹；如果缺少水或缺少氧氣，或者缺少氧氣和水，鐵就不容易生銹。所以只要破壞鐵制品銹蝕的條件，就能防止鋼鐵生銹。 2．除去下列各物質(zhì)中的少量雜質(zhì)（括號內(nèi)為雜質(zhì)），其中方法錯誤的是（ ） A．Cu粉（Fe粉）：用磁鐵吸 B．NaOH（NaNO3）：加稀鹽酸 C．NaCl（泥沙）：溶解、過濾、蒸發(fā) D．O2（水蒸氣）：用濃H2SO4干燥 【思路點撥】在解物質(zhì)的除雜題時，首先要知道物質(zhì)和雜質(zhì)性質(zhì)，然后利用它們不同的性質(zhì)，選擇合適的試劑；注意要易操作，加入的試劑只能與雜質(zhì)反應(yīng)，不能與被提純物質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)后不會轉(zhuǎn)成新的雜質(zhì)。 【答案】B 【解析】鐵粉可以被磁鐵吸引，但是銅粉不能，所以可以用磁鐵來除去銅粉中的鐵粉，故A方法正確。氫氧化鈉能夠和鹽酸反應(yīng)，而硝酸鈉不能和鹽酸反應(yīng)，所以不能用稀鹽酸來除去氫氧化鈉中的硝酸鈉，故B方法錯誤。氯化鈉可以溶于水，所以可以通過溶解、過濾、蒸發(fā)的方法來除去氯化鈉中的泥沙，故C方法正確。氧氣不能和濃硫酸反應(yīng)，但是濃硫酸具有吸水性，所以可以用濃硫酸來吸收氧氣中的水達(dá)到干燥的目的，故D方法正確。 【總結(jié)升華】本題屬于除雜質(zhì)題，除去雜質(zhì)時所選擇的試劑，要滿足的主要條件：①加入的試劑一般只能與雜質(zhì)反應(yīng)，不能與被提純物質(zhì)反應(yīng)，即不減少被提純物質(zhì)的質(zhì)量；②反應(yīng)時不能引入新的雜質(zhì)；③雜質(zhì)與除雜試劑反應(yīng)生成的產(chǎn)物與被提純物質(zhì)要容易分離，及實驗操作簡便易行。具體解答時可以根據(jù)選項中所給的物質(zhì)的性質(zhì)來進(jìn)行判斷并作出解答 舉一反三： 【變式】如圖所示，甲圖是一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)裝置的示意圖，乙圖是高爐煉鐵示意圖。請回答下列問題： （1）寫出甲圖中的實驗現(xiàn)象：_______ _。 （2）甲圖中裝置的不足之處是________ 。 （3）寫出乙圖中產(chǎn)生一氧化碳和鐵的化學(xué)方程式：_______ _。 【答案】 （1）紅色粉末變黑，澄清石灰水變渾濁 （2）沒有尾氣處理裝置 （3）C+O2CO2 CO2+C2CO 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 類型二、考查金屬的化學(xué)性質(zhì) 3．向一定量的稀硫酸中加入鋅粉至過量，下列圖象合理的是（ ） 　 A． B． C． D． 【思路點撥】鋅粒和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，酸性溶液變成中性溶液，硫酸鋅和氫氣的質(zhì)量會越來越多直至不再發(fā)生變化。 【答案】B 【解析】 A．由于是稀硫酸變成了硫酸鋅溶液，溶液由酸性變成中性，故A錯誤。 B．由于是每向溶液中加入65份質(zhì)量的鋅粒只會生成2份質(zhì)量的氫氣擴(kuò)散出來，所以溶液的質(zhì)量增加．由于硫酸本來就有質(zhì)量，所以開始的質(zhì)量不是零，所以是起點錯誤，不應(yīng)該在原點；故B錯誤。 C．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的氫氣會越來越多直至不再增加，故C正確。 D．硫酸鋅的質(zhì)量不會一直增加，而應(yīng)該出現(xiàn)一段水平的，故D錯誤；故選C。 【總結(jié)升華】本題考查了金屬和酸反應(yīng)時引起的一系列的變化，培養(yǎng)學(xué)生對過程的分析能力和理解能力。 4．某化學(xué)興趣小組，為了探究Ag、Zu、Cu三種金屬活動性順序，設(shè)計了如圖所示的4種實驗方案，請你判斷其中不能達(dá)到目的是（ ） A B C D 【思路點撥】根據(jù)金屬活動性順序的應(yīng)用可以知道，在金屬活動性順序中，氫前的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來，據(jù)此來分析所給選項并完成解答。 【答案】D 【解析】鋅可以和硫酸銅反應(yīng)，能夠判斷鋅比銅活潑；銀不能和硫酸銅反應(yīng)，可以判斷銀不如銅活潑，故可以判斷三種金屬的活動性順序，故A能達(dá)到目的。銅不能和硫酸鋅反應(yīng)，所以可以判斷銅的活動性比鋅弱；銅可以和硝酸銀溶液反應(yīng)，所以可以判斷銅的活動性比銀強(qiáng)；故B能達(dá)到目的。銅不能和鹽酸反應(yīng)，而鋅可以和鹽酸反應(yīng)，所以可以判斷鋅的活動性比銅強(qiáng)；銅可以將銀從硝酸銀溶液中置換出來，所以可以判斷銅的活動性比銀強(qiáng)，故C能達(dá)到目的。鋅和銅都能和硝酸銀反應(yīng)，所以不能判斷出鋅和銅的活動性順序，故D不能達(dá)到目的。 【總結(jié)升華】比較Zn，Cu，Ag三種金屬活動性實驗的設(shè)計方法如下： 方法1：取活動性居中的金屬單質(zhì)，例如取Cu絲，而Cu兩邊的金屬取其溶液，如ZnCl2溶液和AgNO3溶液，然后將Cu絲分別伸入兩溶液中，通過是否有金屬被置換出來而確定金屬的活動性。即“中間的金屬，兩端的溶液”的方法。 方法2：取金屬活動性居中的金屬溶液，例如取CuSO4溶液，而Cu兩邊的金屬取其單質(zhì)，如Zn片和Ag片，然后分別將Zn片和Ag片放入CuSO4溶液中，根據(jù)是否有紫紅色的銅被置換出來確定金屬的活動性。即“中間的溶液，兩端的金屬”的方法。 方法3：先取Zn片、Cu絲和稀鹽酸驗證Zn和Cu的活動性順序，然后取AgNO3溶液，將Cu絲插入其中驗證Cu和Ag的活動性順序。此法也可簡稱為“兩單一液加一酸”，即先取相鄰兩種金屬的單質(zhì)，再取另一種金屬的鹽溶液，外加一種酸（稀鹽酸或稀硫酸均可）。注意：相鄰的金屬中要有一種金屬能與酸反應(yīng)。 5．向AgNO3溶液中加人一定質(zhì)量的Al和Fe的混合粉末，充分反應(yīng)后過濾，得到濾渣和淺綠色濾液。關(guān)于該濾渣和濾液有下列四種說法：①向濾渣中加入稀鹽酸，一定有氣泡產(chǎn)生；②向濾液中加入稀鹽酸，一定有沉淀產(chǎn)生；③濾渣中一定含有Ag；④濾液中一定含有Fe（NO3）2，一定不含AgNO3，可能含有Al（NO3）3．以上說法正確的個數(shù)為（ ） A．0個 B．l個 C．2個 D．3個 【思路點撥】在金屬活動性順序中排在前面的金屬能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來；將不同的幾種金屬單質(zhì)加入含有一種金屬的鹽溶液中，排在金屬活動性順序中較前的金屬（最活潑的金屬）首先與鹽反應(yīng)；若有一種金屬和多種混合鹽溶液反應(yīng)，最先反應(yīng)的是最不活潑的那個金屬的鹽溶液?？梢該?jù)此分析該題。 【答案】B 【解析】 ①由于沒有提及具體的鋁和鐵的量，所以不能判斷金屬是否剩余，而銀不能和酸反應(yīng)，所以不能判斷一定產(chǎn)生氣泡，故①錯。 ②由于沒有提及具體的鋁和鐵的量，所以不能判斷是否將硝酸銀全部置換出來，所以不能判斷一定產(chǎn)生沉淀，故②錯。 ③由于鐵和鋁的活動性都比銀強(qiáng)，所以在濾渣中一定含有銀單質(zhì)，故③對。 ④溶液得到是淺綠色溶液，所以可以判斷鋁已完全反應(yīng)，所以在濾液中一定含有硝酸鋁和硝酸亞鐵，可能含有硝酸銀，故④錯。即題中所給的說法正確的只有③，選B。 【總結(jié)升華】解答這類題目時，首先，要熟記和理解金屬活動性順序及其應(yīng)用，以及與之相關(guān)的知識等；然后，根據(jù)所給問題情景結(jié)合所學(xué)的相關(guān)知識和技能，細(xì)致地閱讀、分析題意，細(xì)心地進(jìn)行探究、推理；最后，按照題目的要求，認(rèn)真地進(jìn)行選擇或解答即可。 舉一反三： 【變式1】下列事實可用于判斷X、Y兩種金屬的活動性順序的是（ ） ①X能和稀鹽酸反應(yīng)而Y不能；②X能從Y的鹽溶液中置換出Y；③常溫下X能與氧氣反應(yīng)而Y不能；④在化合物中X顯+3價，Y顯+2價 A．①② B．①②③ C．③④ D．①②④ 【答案】B 【解析】①X能和稀鹽酸反應(yīng)，說明在金屬活動性順序中X位于氫前面，Y不能和稀鹽酸反應(yīng)，說明Y位于氫后面，從而得出金屬活動性X大于Y；②X能從Y的鹽溶液中置換出Y，說明金屬活動性X大于Y；③常溫下X能與氧氣反應(yīng)而Y不能，說明金屬活動性X大于Y；④金屬的活動性與化合價無關(guān)，因此根據(jù)化合價不能判斷X、Y兩種金屬的活動性順序。 【變式2】有等質(zhì)量的A，B兩種金屬，相對原子質(zhì)量Ar（A）＜Ar（B），將A放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的稀硫酸中，B放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的稀鹽酸中，在反應(yīng)中A，B均顯正二價，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨時間變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是（ ） A．產(chǎn)生氫氣的速率A＜B B．反應(yīng)后A，B一定都有剩余 C．消耗的稀硫酸和稀鹽酸質(zhì)量一定不相等 D．消耗B的質(zhì)量一定小于消耗A的質(zhì)量 【答案】C 【解析】本題主要考查金屬的化學(xué)性質(zhì)及根據(jù)化學(xué)方程式計算，難度較大。觀察題圖能夠看出，在A完全反應(yīng)完之前的相同時間內(nèi)，金屬A與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣比金屬B多，說明產(chǎn)生氫氣的速率：A＞B。故A不正確。金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的實質(zhì)是金屬將酸中的氫置換出，生成氫氣，兩反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量相同，即所消耗的HCl與H2SO4中所含氫元素的質(zhì)量相同，由于HCl與H2SO4的質(zhì)量一定不同，而兩份酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，故反應(yīng)消耗的稀鹽酸與稀硫酸的質(zhì)量一定不相等。故C正確。根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的化學(xué)方程式中金屬與氫氣的質(zhì)量關(guān)系，可推斷出消耗金屬B的質(zhì)量一定大于消耗金屬A的質(zhì)量，由于反應(yīng)前金屬A與金屬B的質(zhì)量相等，則反應(yīng)后金屬A一定有剩余，金屬B可能有剩余。故BD都不正確。 類型三、考查有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的綜合計算 6．學(xué)校課外活動小組為了測定某鋼鐵廠生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在實驗室稱取生鐵樣品5.8g放入燒杯中（燒杯的質(zhì)量為30g）。然后再加入50g稀硫酸，使之充分反應(yīng)后，稱量，燒杯及燒杯中物質(zhì)的總質(zhì)量為85.6g(已知該反應(yīng)中稀硫酸恰好反應(yīng)完，雜質(zhì)不參與反應(yīng))。請計算： （1）產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量是多少？ （2）該生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？（精確到0.1％） （3）反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？（精確到0.1％） 【思路點撥】由于產(chǎn)生的氫氣是氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后減少的質(zhì)量就是生成的氫氣的質(zhì)量，所以求得氫氣的質(zhì)量為0.2g；根據(jù)氫氣的質(zhì)量，利用化學(xué)方程式可以求出樣品中鐵的質(zhì)量和生成的FeSO4的質(zhì)量。要注意分析與處理有關(guān)數(shù)據(jù)，搞清楚純物質(zhì)和所給量之間的關(guān)系：純物質(zhì)的質(zhì)量=不純物質(zhì)的質(zhì)量純度（純凈物在含雜質(zhì)物質(zhì)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。 【答案與解析】 （1）產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量是5.8g+30g+50g－85.6g=0.2g （2）解：設(shè)生鐵樣品中鐵的質(zhì)量為x，生成FeSO4的質(zhì)量為y。 Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑ 56 152 2 x y 0.2g 解得x=5.6g y=15.2g 生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 100％≈96.6% （3）反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 100% ≈27.4% 答：(1)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量是0.2g； （2）該生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是96.6%； （3）反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是27.4%。 【總結(jié)升華】有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式計算的特點是“雜質(zhì)一般不參與反應(yīng)”，不能把不純的量直接代入方程式進(jìn)行計算或者把雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)當(dāng)成純度代入方程式計算。 舉一反三： 【變式】 （1）小強(qiáng)為了探究某煉鐵廠赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計了如圖所示的裝置進(jìn)行實驗，測出赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％。現(xiàn)煉鐵廠利用該赤鐵礦石5000t，理論上可煉出含鐵98％的生鐵的質(zhì)量是多少？（結(jié)果保留整數(shù)） （2）在利用如圖所示裝置進(jìn)行實驗時，小強(qiáng)得到如下兩組數(shù)據(jù)（雜質(zhì)不參加反應(yīng)）： 反應(yīng)前 氧化鐵完全反應(yīng)后 A組 玻璃管和赤鐵礦石樣品的質(zhì)量m1 玻璃管和固體物質(zhì)的質(zhì)量m2 B組 燒杯和澄清石灰水的質(zhì)量m3 燒杯和燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量m4 你認(rèn)為他應(yīng)該選用了________（填“A”或“B”）組數(shù)據(jù)來計算赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；結(jié)合裝置圖回答他不能選用另一組數(shù)據(jù)計算的原因：_______ _ _______ _ 。 【答案】 （1）解：5000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為5000t80％=4000t 設(shè)：4000t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為x。 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 160 112 4000 t x 160∶112=4000t∶x x=2800t 含鐵98％的生鐵的質(zhì)量為 2800t98％=2857t 答：理論上可煉出含鐵98％的生鐵2857t。 （2）A 澄清石灰水不能將產(chǎn)生的二氧化碳全部吸收，石灰水也會吸收空氣中的二氧化碳，導(dǎo)致數(shù)據(jù)m4有誤差 【解析】 （2）A組反應(yīng)前后固體減少的質(zhì)量是Fe2O3中氧的質(zhì)量，可以根據(jù)氧的質(zhì)量求出Fe2O3的質(zhì)量，進(jìn)而求得礦石中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。B組中質(zhì)量增加的量并不是生成的CO2的質(zhì)量，一是澄清石灰水濃度較小，不能將產(chǎn)生的二氧化碳全部吸收；二是因為石灰水與空氣接觸，也吸收了空氣中的CO2。