【同步实验课】实验01 探究金属与酸的反应（教师版）-2024年初中化学同步实验教学（下册）

【同步实验课】 探究金属与酸的反应 【实验目 的】 1．从金属与酸能否反应来了解金属的活动性，体会不同金属与酸反应的剧烈程度。 2．从反应物和生成物的物质种类认识置换反应。 【实验仪 器】 试管、火柴、小木条 【实验试 剂】 镁、锌、铁、铜、稀盐酸、稀硫酸 【实验步 骤】 (1) 在试管里放入少量镁，加入5ml 稀盐酸，用燃着的小木条放在试管口，观察现 象，并判断反应后生成了什么气体。 (2) 参照步骤(1)，分别在放有少量锌、铁、铜的试管中加入稀盐酸，观察现象，比较 反应的剧烈程度。如果有气体生成，判断生成的是什么气体。 (3) 用稀硫酸代替稀盐酸进行实验，并比较反应的现象。 【实验记 录】 （1）镁与稀盐酸反应：快速产生气泡，放热，镁很快溶解，溶液仍为无色，燃着的小木条 放在试管口，听到爆鸣声。 （2）锌与稀盐酸反应：产生气泡，锌逐渐溶解，溶液仍为无色，燃着的小木条放在试管 口，听到爆鸣声；铁与稀盐酸反应：缓慢产生气泡，铁逐渐溶解，溶液由无色逐渐变为浅 绿色，燃着的小木条放在试管口，听到爆鸣声；铜的试管中加入稀盐酸：无明显现象。 （3）用稀硫酸代替稀盐酸进行实验，现象和稀盐酸一样。 1 金属与酸的反应 (1)在能发生反应的实验中，反应后生成的气体都是氢气。 (2)根据反应时是否有氢气产生，将金属分为两类。能与盐酸、稀硫酸反应放出氢气的金属有镁、锌、 铁，其中反应的剧烈程度从高到低的顺序是镁、锌、铁，不能与盐酸、稀硫酸反应放出氢气的金属有铜。 (3)反应的化学方程式： 01 实验梳理 02 实验点拨 03 典例分析 04 对点训练 05 真题感悟 Mg+2l ══ Mgl2+ 2↑、Mg+2S4 ══ MgS4+2↑； Z+2l ══ Zl2+ 2↑、Z+2S4 ══ ZS4+2↑； Fe+2l ══ Fel2+2↑、Fe+2S4 ══ FeS4+2↑。 【注意】 （1）活泼金属能与盐酸、稀硫酸反应放出氢气。金属与酸反应越剧烈，其金属活动性越强。 （2）铁与盐酸、稀硫酸反应，生成的是二价铁(亚铁)的化合物Fel2、FeS4，而不是三价铁的化合物。 (3)含有Fe2＋的溶液呈浅绿色。 2 置换反应 (1)定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。 (2)置换反应属于基本反应类型之一。 (3)特征：单换单。 (4)通式：＋B→ ＋ B 。 【典例01】把一枚硬币投入稀盐酸中，过一段时间观察到溶液变成浅绿色，说明硬币中一定含有( ) ．铝 B．镁 ．铁 D．铜 【答】 【详解】、铝与盐酸反应生成氯化铝，属于无色，故错误； B、镁与盐酸反应生成氯化镁，氯化镁溶液是无色的，故B 错误； 、铁与盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁溶液属于浅绿色，故正确； D、铜与盐酸不反应，溶液颜色仍然属于无色，故D 错误。 故选。 【典例02】某实验小组在探究金属的化学性质时，得到金属与酸反应制取氢气的质量关系(见下图)。请根 据图象信息判断，下列说法正确的是( ) ．四种金属与酸反应的速率：l > Mg > Fe >Z B．四种金属的活动性顺序：Mg > l > Z > Fe ．同质量的四种金属与足量酸反应得到氢气的质量：l > Mg > Fe > Z D．l、Mg、Fe、Z 四种金属与酸反应得到氢气的质量比： 1/27 1/24 1/56 1/65 ∶ ∶ ∶ 【答】 【详解】、在金属活动性顺序中Mg＞l＞Z＞Fe，活动性越强，与酸反应的速率越快，因此反应速率为： Mg＞l＞Z＞Fe，但不能根据图像信息判断出此结论，故选项错误； B、在金属活动性顺序中，四种金属的活动性由强到弱的顺序为：Mg＞l＞Z＞Fe，但不能根据图像信息判 断出此结论，故选项错误； 、根据坐标可知若都是09g 的l、Mg、Fe、Z 四种金属，分别跟足量的酸反应产生氢气由多到少的顺序为： l＞Mg＞Fe＞Z，故选项正确； D、观察坐标，最终不同质量的四种金属产生的氢气质量相等，故选项错误。 故选。 【典例03】下列关于反应的描述，反应方程式及反应类型完全正确的是( ) ．实验室用加热高锰酸钾制取氧气 ，分解反应 B．铁丝在氧气中燃烧 ，化合反应 ．高炉炼铁原理 ，置换反应 D．将铁片投入足量的稀盐酸中 ，置换反应 【答】 【详解】、加热分解高锰酸钾，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的方程式为： ，该反应属于分解反应，故该选项正确； B、铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁，反应方程式为： ，该反应属于化合反应，但 该选项方程式书写错误，故该选项错误； 、高炉炼铁的原理是氧化铁与一氧化碳反应，生成铁单质和二氧化碳，反应的方程式为： ，该反应既不属于置换反应，也不属于四大基本反应类型，故选项错误； D、铁与稀盐酸反应，生成氯化亚铁和氢气，反应方程式为： ，该反应属于置换反应， 但该选项方程式书写错误，故该选项错误； 故选。 1．(2023·江苏扬州·校考二模)对反应进行分类有助于认识与研究。下列属于置换反应的是( ) ． B． ． D． 【答】D 【详解】一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。 、23 2↑+2中反应物只有一种，不属于置换反应，选项错误； B、2+2 2 中反应物为两种单质，不属于置换反应，选项错误； 、K+3=K3+2中反应物为两种化合物，不属于置换反应，选项错误； D、Fe+uS4=FeS4+u 为一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应， 选项正确。 故选D。 2．(2023 秋·黑龙江绥化·九年级校考阶段练习)下列反应中，不属于置换反应的是( ) ． B． ． D． 【答】B 【详解】置换反应：一种单质与一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应，据此分析，D 均为置 换反应，B 中反应物为两种化合物，故不属于置换反应。 故选B。 3．(2023 秋·九年级课前预习)下列化合物中，不能由金属单质和酸溶液直接反应生成的是( ) ．FeS4 B．MgS4 ．113 D．Fel3 【答】D 【分析】排在氢前面的金属能与酸反应生成盐和氢气，氢后面的金属不与酸反应，铁和酸反应生成亚铁盐， 不能生成正三价的铁盐。 【详解】、在金属活动性顺序中，铁排在氢的前面，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，不符合题意； B、金属活动性顺序中，镁排在氢的前面，能用镁和硫酸反应制得硫酸镁和氢气，B 不符合题意； 、在金属活动性顺序中，铝排在氢的前面，铝能和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，不符合题意； D、在金属活动性顺序中，铁排在氢的前面，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，不能生成氯化铁。即氯 化铁不能由金属单质铁和盐酸溶液直接反应生成。D 符合题意。 故选D。 4．(2023 秋·江西新余·九年级校考开学考试)下列化学方程式中书写正确且属于置换反应的是( ) ．用高锰酸钾制取氧气：KM4 K2M4+M2+2↑ B．酒精燃烧：26＋32 22＋32 ．铁与稀盐酸的反应：2Fe+6l=2Fel3+32 D．氢气还原氧化铜：2＋u u＋2 【答】D 【详解】、高锰酸钾在加热条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为 ，该反应具有“一变多”的特征，属于分解反应，故错误； B、酒精在氧气中燃烧产生二氧化碳和水，化学方程式为26＋32 22＋32，该反应中生成物为2 种化合物， 不属于置换反应，故B 错误； 、铁与稀盐酸的反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为 ，方程式书写错误，故错 误； D、氢气还原氧化铜生成铜和水，置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物 的化学反应。方程式书写正确，且属于置换反应，故D 正确。 故选D。 5．(2023 秋·山东济宁·九年级济宁市第十五中学校考期末)金属与稀盐酸反应的示意图如图所示，下列说法 正确的是( ) ．实验室可用铜和稀盐酸反应制取氢气 B．四种金属中活动性最强的是镁 ．铁可以把稀盐酸中的氢气置换出来 D．铁与稀盐酸反应的化学方程式为：2Fe+6l=2Fel3+32↑ 【答】B 【详解】、在金属活动性顺序表中，铜位于氢后面，所以铜和稀盐酸不反应，不能生成氢气，故错误； B、根据漫画中，镁与盐酸的反应速率最快，则Mg 在四种金属中的活动性最强，故正确； 、铁可以置换酸中的氢元素，不是氢气，故错误； D、铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，正确的化学方程式为：Fe+2l=Fel2+2↑，故错误。 故选B。 6．(2023 秋·黑龙江哈尔滨·九年级哈尔滨风华中学校考开学考试)等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应，下 列产生氢气的质量与反应时间的关系图合理的是( ) ． B． ． D． 【答】B 【详解】、两种金属与酸接触会迅速放出氢气，锌与硫酸反应立即产生氢气，故错误； B、根据金属活动性强弱关系锌>铁，可判断锌与稀硫酸反应快，铁与稀硫酸反应慢，即金属与锌的反应时 间最短最先完成、铁完成的反应消耗时间长；由于稀硫酸过量，因此充分反应后放出氢气的质量大小由金 属决定，根据化学方程式 知每56g 铁生成 2g 氢气，根据化学方程式 知每 65g 锌反应生成 2g 氢气，所以相等质量的铁和锌与足量硫酸反应铁生成氢 气多，对于图象铁的终点纵坐标应该大于锌故B 正确； 、根据金属活动性强弱关系锌>铁，可判断锌与稀硫酸反应快，铁与稀硫酸反应慢，即金属与锌的反应时 间最短最先完成、铁完成的反应消耗时间长，故错误； D、由于稀硫酸过量，因此充分反应后放出氢气的质量大小由金属决定，根据化学方程式 知每56g 铁生成 2g 氢气，根据化学方程式 知每 65g 锌反应生成 2g 氢气，所以相等质量的铁和锌与足量硫酸反应铁生成氢气多，对于图象铁的终点纵坐标应 该大于锌，故D 错误。 故选B。 7．(2023 秋·黑龙江大庆·九年级校考阶段练习)相同质量的Mg、Fe、Z 三种金属，分别与足量的、质量相同、 质量分数相同的稀 充分反应，生成氢气与消耗稀 的质量关系见图，以下所得的结论中，错误 的是( ) ．三种金属的活动性顺序： B．三种金属的相对原子质量： ．三种金属消耗稀 的质量： D．三种金属与稀 反应后溶液的质量： 【答】 【详解】、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，生成氢气质量由小到大的顺序是锌、铁、镁，因此三种金属的相对原子质量： Mg＜Fe＜Z，该选项说法正确； 、生成的氢气全部来自于酸中的氢元素，所以生成氢气质量越大，消耗硫酸质量越大，生成氢气质量由小 到大的顺序是锌、铁、镁，因此三种金属消耗稀2S4的质量：Mg＞Fe＞Z，该选项说法正确； D、相同质量的Mg、Fe、Z 三种金属，分别与足量的、质量相同、质量分数相同的稀 2S4 充分反应，根据 质量守恒定律，生成氢气质量越大，反应后形成溶液质量越小，生成氢气质量由小到大的顺序是锌、铁、 镁，因此三种金属与稀2S4反应后溶液的质量：Mg＜Fe＜Z，该选项说法正确。 故选：。 8．(2023·黑龙江绥化·校联考模拟预测)Fel3溶液用于制作印刷电路板，反应为 。 下列说法正确的是( ) ．X 的化学式是Fe B．该反应属于置换反应 ．该反应中铜元素的化合价升高 D．该反应能说明铜的金属活动性大于铁 【答】 【详解】、由质量守恒定律:反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前铁、氯、铜 原子个数分别为2、6 、1，反应后的生成物中铁、氯、铜原子个数分别为0、2、1，根据反应前后原子种 类、数目不变，则2X 分子中含有2 个铁原子和4 个氯原子，则每个 X 分子由1 个铁原子和2 个氯原子构 成，则物质X 的化学式为Fel2，故选项说法错误； B、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应，该反应有两种化合物生成， 不属于置换反应，故选项B 说法错误； 、该反应前铜单质中铜元素的化合价为0 价，反应后氯化铜中铜元素的化合价为+2 价，该反应中铜元素的 化合价升高，故选项说法正确； D、该反应不是一种金属把另一种金属从其盐溶液中置换出来，不能说明铜的金属活动性大于铁，故选项 D 说法错误； 故选：。 9．(2023·江苏宿迁·模拟预测)取一定量的、B 金属，分别投入到溶质质量分数相同的等量盐酸中，生成氢 气的质量与金属质量的关系如图。(已知、B 元素在生成物中的化合价相同)下列说法正确的是( ) ．金属活动性：>B B．m1时，产生氢气的质量：<B ．两种金属原子的相对原子质量：>B D．m2时，盐酸均没有剩余 【答】D 【详解】、此图像是金属的量与产生氢气的关系图像，无法体现金属的活动性，选项错误； B、由图可知，m1时，产生氢气的质量：>B，选项错误； 、由图可知，产生等量的氢气，所消耗金属的质量：B>，生成氢气的质量= ， 金属的质量相等，金属的化合价相等，生成氢气的质量越大，金属的相对原子质量越小，故相对原子质量： ＜B，选项错误； D、m2时，不再产生气体，表示盐酸已反应完，选项正确。 故选D。 10．(2023·山东泰安·统考三模)逻辑推理是化学学习中常用的思维方法。下列推理正确的是( ) ．同种元素的质子数相同，所以质子数相同的微粒一定是同种元素 B．可燃性气体与空气混合遇明火可能爆炸，所以面粉车间可以不关注因遇明火而发生爆炸 ．化合物是由不同种元素组成的纯净物，则只含一种元素的物质一定不是化合物 D．置换反应生成单质和化合物，生成单质和化合物的反应一定为置换反应 【答】 【详解】 同种元素的质子数相同，但质子数相同的微粒不一定是同种元素，如：水分子与氖原子的质子数 相同，但它们不是同种元素，此选项错误； B 可燃性气体、粉尘与空气混合遇明火可能爆炸，所以面粉车间要关注因遇明火而发生爆炸，此选项错误； 化合物是由不同种元素组成的纯净物，则只含一种元素的物质一定不是化合物，此选项正确； D 置换反应生成单质和化合物，但生成单质和化合物的反应不一定为置换反应，如： ，生成单质和化合物，但不是置换反应，此选项错误。 故选。 1．(2023·湖南益阳·统考中考真题)我国宋代《梦溪笔谈》中有“熬胆矾铁釜久之亦化为铜”的记载，其化 学反应原理为 ，该反应属于( ) ．化合反应 B．置换反应 ．分解反应 D．复分解反应 【答】B 【详解】化合反应的定义：两种或两种以上物质生成另一种物质的反应； 置换反应的定义：一种单质和一种化合物反应生成了一种新的单质和新的化合物的反应； 分解反应的定义：一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应； 复分解反应的定义：两个化合物之间相互交换成分发生的反应； 由该化学方程式可知，该反应是由金属单质铁与化合物硫酸铜发生反应生成单质铜和化合物硫酸亚铁，所 以该反应属于置换反应，故选B。 2．(2023·广西·统考中考真题)向三个烧杯中分别放入足量的Mg、1、Fe 粉末，同时加入质量分数相同的 100g 稀盐酸，充分反应。反应的有关图像错误的是( ) ． B． ． D． 【答】D 【详解】、 ， ， 。因为金属足 量则稀盐酸完全反应。如反应73 份质量的l，溶液质量的增加情况为：镁增加24-2=22 份，铝增加 份，铁增加56-2=54 份，所以溶液增加质量Fe>Mg>l，图示正确； B、消耗73 份质量的l 需要镁的质量为24 份，铝的质量为 份，铁的质量56 份，所以消耗相同质量 的稀盐酸需要金属的质量Fe>Mg>l，金属过量，最终稀盐酸全部消耗，则最终消耗稀盐酸质量相同。图示 正确； 、向三个烧杯中分别放入足量的Mg、1、Fe 粉末，同时加入质量分数相同的100g 稀盐酸，最终生成的氢 气质量相等，镁的金属活动性强于铝强于铁，故镁的反应速率大于铝大于铁，图示正确； D、从B 分析可知，最终稀盐酸全部反应，消化金属的质量Fe>Mg>l。金属活动性Mg>l>Fe，则相同时间 内消耗的金属Mg>l>Fe。图示错误。 故选D。 3．(2023·湖北宜昌·统考中考真题)下图是在密闭容器中某化学反应的微观示意图，图中“ ”表示 汞原子，“ ”表示氧原子，根据此反应得出结论正确的是( ) ．该反应是置换反应 B．构成物质的微粒有分子和原子 ．反应物和生成物中都有单质 D．生成物的化学计量数之比为1：1 【答】B 【分析】根据微观示意图可知，该反应是氧化汞在一定条件下生成汞单质和氧气，化学方程式为： 。 【详解】、该反应符合一变多，是分解反应，结论错误； B、由微观示意图可知，氧气由氧气分子构成，汞单质由汞原子构成，所以构成物质的微粒有分子和原子， 结论正确； 、反应物是氧化汞，氧化汞是由氧元素、汞元素组成的化合物，不是单质，结论错误； D、由化学方程式可知，生成物的化学计量数之比为2：1，结论错误。 故选B。 4．(2023·山东潍坊·统考中考真题)向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中，分别滴加相同浓度的稀硫酸， 产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是( ) ．点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应 B．b 点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同 ．点时，两个烧杯中都有金属剩余 D．右侧曲线不能反映铁和铝的金属活动性强弱 【答】D 【分析】根据题意，向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中，分别滴加相同浓度的稀硫酸，最终金属完 全反应，酸过量，最终铝生成的氢气的质量多，进行分析判断。 【详解】、由图可知，点时，l 与稀硫酸恰好完全反应，盛铁的烧杯中的酸有剩余，故选项说法错误； B、由图可知，b 点时，两个烧杯中消耗硫酸不相等，产生氢气的质量不相同，故选项说法错误； 、由图可知，点之后，两个烧杯都能继续产生氢气，则点时，两个烧杯中都有金属剩余，故选项说法正确； D、由图可知，该曲线是氢气与酸的曲线，不是氢气与时间的曲线，故右侧曲线不能反映反应的速率，不 能反映铁和铝的金属活动性强弱，故选项说法正确。 故选D。 5．(2023·贵州·统考中考真题)65 克锌与稀硫酸恰好完全反应，生成氢气的质量是多少？ 【答】解：设生成氢气的质量是x x=02g 答：生成氢气的质量是02g。 【详解】过程见答。