化学自习室移动版

金属与酸反应是金属的重要化学性质：中学化学所学的金属较多，与酸反应情况复杂，且知识较为分散，现将其反应规律进行归纳，以形成知识网络，便于联想，利于运用。

一、金属与酸反应规律

1、很活泼金属(K、Ca、Na等)能与水剧烈反应生成H₂

2、较活泼金属(金属活动顺序表中氢以前的金属) 与非氧化性酸反应生成H₂如Zn、Fe等与稀H₂SO₄ 反应。

3、较不活泼金属(金属活动顺序表中氢以后的金 属)与非氧化性酸不反应，却能与氧化性酸反应，但不 产生H₂。如铜和稀H₂SO₄不反应.但能与浓H₂SO₄、 稀HNO₃等反应。

4、常温下，Al、Fe遇浓H₂SO₄、浓HNO₃发生钝 化，生成一层致密的氧化物保护膜：这也是金属与强 氧化性酸发生氧化还原反应的结果.

5、很不活泼金属Pt、Au等不溶于氧化性酸，只能溶于王水。

6、铁和硝酸反应复杂，具体情况如下图

例1 一定量盐酸跟过量铁粉反应时，为了减缓反 应速度，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加人适 量的( )

(A)NaOH(固体) (B)H₂O(C)NH₄Cl(固体)(D)CH₃COONa(固体)

解析:铁粉与盐酸反应时，在反应温度没有显著改 变的情况下，反应速度主要取决于[H^＋]，生成H₂的量 则取决于盐酸中H^＋的量。题中要求减缓反应速度，但 不影响生成氢气的总量，即降低Fe^2＋离子浓度，但保持 盐酸中H^＋的总量不变。答案为(B)、(D)。

例 2 A、B、C、D、E 分别是 Cu、M、Fe、Al、Mg 5 种金 属中的一种。已知(l)A、C均能与稀硫酸反应放出气 体；(2)B与D的硝酸盐反应，置换出D；(3)C与强碱反 立放出气体；(4)C、E在冷浓硫酸中发生钝化：由此判 断A、B、C、D、E依次为( )：

(A)Fe Cu Al Ag Mg 

(B)Al Cu Mg Ag Fe

(C)MgCuAl AgFe 

(D)Mg Ag Al Cu Fe

解析：此题是对常见金属活动顺序的考查。(l)A、 C均能与稀H₂SO₄反应放出气体，即A、C为金属活动顺 序表中氢以前的金属；(2)B可置换出D，说明金属活动 性B＞D；(3)C与强碱反应放出气体，C只能为Al；(4)C， E在冷浓硫酸中钝化，即C、E分别为Al、Fe。综合以上 分析，答案为(C)

例3将0.2mol 甲金属投人到100mL 1mol/L 盐酸 中，然后再向所得溶液中投人0.1mol乙金属，整个反 应过程中所得氢气的体积最大的是( )。

解析：解答此题应注意两点：(1)活泼金属Na、K 在酸不足时可与水反应生成H₂；(2)Al、Zn能与虿碱溶 液反应生成H₂。正确答案为(C)

二、金属与非氧化性酸反应的计算

解答这类试题常用到以下规律：

1、相同物质的量的不同金属与足量酸反应产生H₂ 的体积[物质的量、质量(下同)]之比等于金属元素的 化合价之比

2、相同质量的不同金属与足量酸反应产生H₂的体积之比等于金属的之比

3、相同物质的量的不同酸与足量金属反应产生H₂ 的体积之比等于酸的元数之比，而与酸的强弱无关。

4、相同质量的不同酸与足量金属反应产生H₂的体积之比等于之比

例4在等物质的量的短周期金属元素的单质A和B中，分别加入足量的酸，在A中加入盐酸，B中加 入稀硫酸。反应完全后，生成氢气的体积分别为Va和 Vb。若要确定反应生成物中A和B的化合价，至少还 需要知道的数据是( )

(A)Va:Vb 的值

(B)Va(或 Vb)的值

(C)A(或B)的物质的量

(D)盐酸和硫酸的物质的量浓度

解析用上述规律1，结合短周期金属元素的化 合价只有＋ 1、＋ 2、＋ 3价，可迅速选择答案(A):

例5含有M金属(质量不超过0.5g)的铁5.6g， 与足量稀硫酸反应，生成0.23g 氢气，则M可能为 ( )

(A)Mg (B)Al (C)Zn (D)Cu

解析:本题为两组分混合物成分的确定，可用极端 假设法分析:若5.6g 金属全为铁，反应生成氢气0.2g， 小于0.23g，则同质量的m(完全反应生成复气的质量) 应大于0.23g，显然(C)、(D)被排除：若无题中括号内 的条件，(A)、(B)都是答案；有“M质量不超过0.5克”， 则应对(A)、(B)进行验证：由于同质量Mg，Al完全反 应产生H₂的量：Mg＜Al，因此应选择Mg为验证对象：

，(A)不合要求，答案为B。(若，(A)(B)均为本题答案

例6两种金属组成的混合物20g，与足量Cl₂反 应时固体增重35.5g；同量该混合物与足量稀盐酸反应时，产生11.2L H₂(标准状况)，则该混合物可能是(  )。

(A)Mg Al (B)Al Fe (C)Mg Zn (D)Cu Zn

解析：由题中条件可以看出：20g 混合物与Cl₂反应 失去的电子数等于与稀盐酸反应失去的电子数 (1mol)，因此(1)混合物中的金属与Cl₂、稀盐酸反应时 无变价(不可能含Fe)；(2)混合物中能与Cl₂反应的金 属，必须也能跟稀盐酸反应(不可能含Cu)，(B)、(D)选 项被淘汰。又因20g 混合物在反应中失去1 mol 电子， (A)不合题意(大于1 mol)，故答案为(C)。

三、金属与氧化性酸反应的计算 解答这类试题，应注意两个重要规律：

1、电子得失守恒：在氧化还原反应中，氧化剂得电 子总数必然等于还原剂失电子总数：

2、质量守恒：如在金属与硝酸反应中，被还原硝酸 的物质的量等于还原产物中氮原子的物质的量

例7某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只 产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原硝 酸的物质的量之比为2:1时，还原产物是( )

(A)NO₂ (B)NO (C)N₂O (D)N₂

解析：确定还原产物即确定产物中N元素的价态： 设金属元素在反应中表现为＋ x价，还原产物中氮元素 为y价，由电子得失守恒规律有:2x= (5 － y) ×1，将选项 中氮元素的化合价逐一代入上式.只有(C)合理

例8 38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作 用后，共收集到气体22.4mL(标准状况)，反应消耗的 HNO₃的物质的量可能是( ）

(A)1·0×10^－3mol (B)1.6×10^－3mol (C)2·2×10^－3mol (D)2·4×10^－3mol 

解析:本题隐含的反应是：随着反应进行，硝酸浓 度减小，还原产物由NO₂变为NO，即22.4mL 气体为 NO₂和NO的混合物，根据质量守恒定律，反应消耗的 HNO₃的物质的量等于Cu(NO₃)₂中氮原子的物质的量与还原产物(NO₂和NO)中氮原子的物质的量之和，即反应消耗的HNO₃为

2.2×10^－3(mol)，答案为(C)