化学自习室移动版

根据金属活动顺序表K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au可从定性和定量两方面进行归纳总结：　　　

一、定性方面　　　

①排在金属活动性顺序表H前面的金属，和非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸等)反应时得到的是H₂。例如

Zn＋H₂SO₄===ZnsO₄＋H₂↑。　

②排在金属活动性顺序表H前面的金属，和氧化性酸(如稀硝酸、浓硫酸、浓硝酸等)反应时不能得到纯H₂。例如

Zn＋2H₂SO₄(浓)===ZnsO₄＋SO₂↑＋2H₂O，

但随着反应的进行，由于有水生成，浓硫酸会变稀，因此后期才会有H₂产生。　　

③特殊的两金属Al、Fe在常温下，遇到强氧化性浓硝酸或浓硫酸时，形成极薄的钝化膜，发生钝化现象，保护金属不再和浓硝酸或浓硫酸反应。　　

④排在金属活动性顺序表H后面的金属(Cu→Ag)，不和非氧化性酸反应，遇到强氧化性酸时，发生的是氧化还原反应，例如　　　

Cu＋4HNO₃(浓)===Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋2H₂O，　　　　

3Cu＋8HNO₃(稀)===3Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O。　　

⑤排在金属活动性顺序表H后面的金属(Pt→Au)，不和非氧化性酸反应，遇到强氧化性酸(如稀硝酸、浓硫酸、浓硝酸等)时，一般也不发生氧化还原反应，但是遇到极强的氧化剂[例如王水(硝酸和盐酸的体积比是1:3)]时能发生氧化还原反应，例如　　

Au＋HNO₃＋3HCl===AuCl₃＋2H₂O＋NO↑。

二、定量方面　　　

①金属与非氧化性酸反应失去的电子的物质的量等于产生的H₂中H原子的物质的量。　　　

②相同物质的量的金属与足量的酸反应产生H₂的物质的量之比等于反应后对应金属呈显的化合价之比。　　　　

③相同质量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于其金属失去1mol 电子时质量的倒数比。　　　

④若产生相同量的H₂，所需金属的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价的倒数比。　　

⑤若产生相同量的H₂，所需金属的质量之比等于失去1mol 电子时金属的质量比。

【例题1】由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的合金共12克，跟足量的盐酸反应生成5.6升氢气(标况)，那么合金中一定含有的金属是　　

A．Na    B．Mg    C．Al   D．Zn　　　

解析：在标况下，氢气的物质的量是＝0.25mol　　　　

因为平均摩尔电子质量(平均失去1mol 电子时金属的质量＝＝28g·mol^－1　　

又因为Me(Na)＝23g·mol^－1，Me(Mg)＝12g·mol^－1，Me(Al)＝9g·mol^－1，Me(Zn)＝32.5g·mol－1，

结合“平均”含义，D选项正确。　　　　

答案：D　　

【例题2】将等物质的量的镁和铝相混合，并将其分成四等分。分别加入足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是　　

A．3mol/L HCl溶液 

B．4mol/L HNO₃溶液　　　　

C．8mol/L NaOH溶液 

D．18mol/L H₂SO₄溶液　　　　

解析：把镁和铝的相混合物加入到HNO₃和浓H₂SO₄中，都不能产生氢气；将其加入到NaOH溶液中只有Al与NaOH溶液反应产生氢气，而Mg与NaOH溶液不反应；加入到盐酸溶液中，Mg和AI都与盐酸反应产生氢气，所以放出氢气最多。因此A选项正确。　　　　

答案：A　　　　

点拨：本题中溶液的浓度不是计算的数据，而是判断“浓”或“稀”的标志，一般来说浓度在8mol/L 以上的HCl、HNO₃、H₂SO₄溶液通常认为是浓溶液。解题时要注意，等物质的量的Al与足量的非氧化性酸或足量的可溶性强碱反应放出的氢气体积相同。金属与硝酸、浓硫酸反应一般不放出氢气，产生的是氮或硫的氧化物。而且铝、铁在常温下与浓硝酸、浓硫酸钝化，因此常温下可用铝或铁制容器盛放浓硝酸或浓硫酸。　　

【例题3】将5.6g Cu、Mg合金投入到一定量的硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标况下的混合气体(硝酸的还原产物为NO和NO₂)VL；若向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，等金属元素全部沉淀后，再将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量质量为10.7g，则收集到气体的体积V(值可能是)　　　

A．2.24L B．4.48L C．6.72L D．7.84L　　　　

解析：得到的沉淀是Cu(OH)₂和Mg(OH)₂的混合物，质量增加量其实就是结合的OH^－的质量，因此n(OH^－)＝＝0.3mol，也就是说Cu、Mg的总物质的量为0.15mol，Cu、Mg共失去0.3mol 电子，采用极值法计算：

假设得到的气体全是NO：那么其体积是：0.1mol×22.4L/mol＝2.24L；

假设得到的气体全是NO₂：那么其体积是：0.3mol×22.4L/mol＝6.72L；

因为得到是混合气体，因此体积在二者之间，选项B正确。　　　

答案：B　　　　

点拨：该题考查了我们金属与硝酸反应的原理，若根据方程式计算便误入歧途，应考虑到电子守恒，这样计算就简捷省时，因此我们平时要善于终结、积累，应学会解题的简便方法。　　　

【例题4】某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为 a，将其全部投入50mL b mol·L^－1的硝酸溶液中，加热后使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法正确的是　　　

A．若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解　　　　

B．若金属全部溶解，则溶液中一定有Fe^3＋　　　

C．若金属全部溶解，且产生336mL 气体(标况)，则b＝0.3　　　

D．当溶液中金属离子只有Fe^3＋、Cu^2＋时，则A与B的关系为 b≥ 80y(1－a/3)　　　

解析：本题主要考查铜、铁与硝酸反应及有关计算。

若金属有剩余在溶液中存在NO₃^－，滴入硫酸后，硫酸电离生成H^＋，在酸性条件下，NO₃^－具有氧化性，所以金属又开始溶解，A正确；

若金属全部溶解，则溶液可能是Fe(NO₃)₂和Cu(NO₃)₂，溶液中不一定含有Fe^3＋，B错；

若金属全部溶解，Fe可能全部生成Fe(NO₃)₂或Fe(NO₃)₃，也可能是Fe(NO₃)₂和Fe(NO₃)₃的混合物，所以消耗硝酸的量不唯一，C错；

当溶液中金属离子只有Fe^3＋、Cu^2＋时，有　　　

3Cu＋8HNO₃===3Cu(NO₃)₂＋4H₂O＋2NO↑　　　

3           8　　　　

aymol    aymol　　　

Fe＋4HNO₃===Fe(NO₃)₂＋2H₂O＋NO↑　　　　

1         4　　

(1－a)ymol   4(1－a)ymol　　　

求出反应所消耗的硝酸的物质的量＝ay mol＋4(1－a)y mol＝(4－a)ymol，　　　

所以B最小为80y(1－a/3)，D正确。　　

答案：D