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天津市中考试卷中的这些试题可并不简单!!!应对中考,关于金属单质与酸溶液的置换反应,你应该掌握这些!(本专题共3篇,此为第2篇)
天津市中考试卷中的这些试题可并不简单!!!应对中考,关于金属单质与酸溶液的置换反应,你应该掌握这些!(本专题共3篇,此为第2篇)我们先回顾一下：上一篇中讲到的关于金属单质与酸溶液的反应里，反应物及其生成物中彼此相当的7个具体数值： 
再看一看我们将如何利用这些数值来具体分析和解答问题。 三、9例典型试题案例及分析、解答： （需要你仔细看一看，认真思考一下，每道题都不是能够轻易得分的！） 【例1. 2012年第24（4）题】 若锌和镁混合物的质量为4.8g，与100g稀硫酸恰好完全反应，则该稀硫酸的溶质质量分数可能是＿＿＿＿（填字母）。 A.5% B .10% C .15% D .20% 答案：BC 分析：从前面所说的7个彼此相当的数值可知，在这4.8g金属混合物中，Mg占的比例越大，消耗的H2SO4越多，当Mg为4.8g，恰好完全反应时，H2SO4会有一个极大值（可以计算出为19.6g）；反过来，Zn占的比例越大，消耗的H2SO4越少，当Zn为4.8g，恰好完全反应时，H2SO4会有一个极小值（可以计算出为7.42g），只要把这两个极值计算出来了，在这两个极值之间的数值都是符合要求的，可以进一步计算出相应的：7.42%<稀硫酸中溶质的质量分数<19.6%。所以：答案为B、C。 【例2 2003年第27（1）题】 若在相同条件下，将、镁、铝、铁分别放入盛有相同质量、相同质量分数的足量稀硫酸的3个烧杯中。反应结束后，发现所得3种溶液的质量相等，则投入3种金属的质量由小到大的顺序是＿＿＿＿＿。 答案：Fe 、Mg、Al 分析：反应结束后，3个烧杯中溶液的质量仍然相等，是因为溶液质量的增加量相等，所以：可以设投入的金属Mg、Al、Fe的质量分别是x、y、z，这样，溶液质量的增加量分别是x-x/12=11x/12，y-y/9=8y/9，z-z/28=27z/28，有11x/12=8y/9=27z/28（x、y、z都是>0），所以z<x<y，即投入金属质量由小到大的顺序是：Fe 、Mg 、 Al （仅仅由11x/12=8y/9=27z/28，推导出z<x<y，就需要你知道其中的数学原理！看完本专题的全文，你应该感觉到：为完成一个填空题或选择题，解题过程往往是需要花费一定的考场时间来完成精心计算的！） 【例3 2004年第25（4）题】 若取质量均为Xg的镁和铁，分别投入到50g溶质质量分数相同的硫酸中，充分反应后，均产生0.2g氢气。可推断出： （1）充分反应后一定有剩余的金属是＿＿＿＿。 （2）X的取值范围为＿＿＿＿，反应中消耗金属镁的质量为＿＿＿＿。 （3）硫酸中H2SO4的质量分数为＿＿＿＿。 答案：（1）Mg (2)X≥5.6 2.4g （3） 19.6% 分析： （1）均生成0.2 gH2，由彼此相当的7个数值可见：产生等质量的H2时，消耗Mg的质量要小于Fe，所以对于给出的等质量的Mg和Fe，Mg一定会有剩余。 （2）为保证能生成0.2gH2 ，Fe的质量的最小值为5.6g，即X≥5.6，在这个数值之下，已经涵盖了Mg的质量足以生成0.2 gH2了，生成0.2gH2时，Mg被消耗的质量为2.4g。 （3）为保证能生成0.2gH2, 50g稀硫酸中溶质H2SO4至少要有9.8g，此时稀硫酸中溶质的质量分数至少为（9.8g/50g）X100%=19.6%，也就是稀硫酸中溶质的质量分数必须保证≥19.6%，但上述（2）中的X≥5.6，当X取>5.6时，稀硫酸中溶质的质量分数再>19.6%，那生成的H2的质量就会>0.2g了。所以稀硫酸中溶质的质量分数必须锁定等于19.6%，此时，无论是X=5.6还是X>5.6，生成氢气的质量都可以锁定0.2g了。 【例4 2018年第23（5）题】 含有锌粉6.5g、铁粉5.6g、铜粉3.2g、铝粉1.8g的混合物，与一定质量的稀硫酸充分反应，反应停止后有6g固体剩余，则生成氢气的质量为＿＿＿＿g。 答案：0.5 分析：氢后的金属铜粉3.2g不会溶于稀硫酸，所以在6g剩余固体当中，有3.2g是铜粉。另外3种金属，应该按照金属活动性的先后顺序～铝、锌、铁陆续溶入稀硫酸，所以铝1.8g（生成氢气0.2g ）、锌6.5g（生成氢气2g）、铁2.8g（生成氢气0.1g）都先后陆续溶入稀硫酸中。此时剩余固体质量中，除铜粉3.2g外，再加上氢前3种金属中活动性最差的剩余的铁粉2.8g，恰好等于6g，而生成的H2总量为0.5 g。 【例5 2019年第23（4）题】 某金属粉末可能由镁、锌、铁、铝、银中的一种或几种组成。取该样品2.4g向其中加入100g一定溶质质量分数的稀硫酸，恰好完全反应，生成0.2g氢气，得到无色溶液，固体无剩余。下列说法正确的是＿＿＿＿（填序号）。 A.样品中一定含有镁 B.样品中一定不含有银，可能含有铁 C.所得溶液中溶质总质量为12g D.加入的稀硫酸的溶质质量分数为19.6% 答案：C 分析： A.（错误）从试题的情境设置，可以判断出样品中不会有Ag（因为它不与稀硫酸反应，如果含有Ag，恰好完全反应后，固体就会有剩余了），也不会有Fe（因为得到的是无色溶液）。另外三种金属，Mg、Al、Zn都有可能含在其中，与稀硫酸恰好完全反应生成0.2g氢气的这三种金属组成2.4g，会有三种组合： 
可见样品中不一定含有镁，而铝（如果单独也是2.4g，会置换出比0.2g更多的氢气）、锌（如果单独也是2.4g，置换出的氢气会比0.2g少）两种金属按一定比例混合成2.4g，也是可以置换出0.2gH2的。 B.（错误）“样品中一定不含有银”是对的，因为它不溶于稀硫酸，而“可能含有铁”是错误的，因为得到的是无色溶液，如果含有铁，反应后得到的溶液应该是浅绿色的，所以肯定不含有铁。 C.（正确）充分反应后，溶液中的溶质是硫酸盐，其质量等于硫酸根的质量加金属的质量。由生成0.2gH2可以知道H2SO4的质量是9.8g，硫酸根的质量是9.6g，所以溶质硫酸盐的质量等于9.6g+2.4g=12g。 D.（错误）稀硫酸中溶质的质量分数应该等于（9.8g/100g）X100%=9.8%。 【例6 2025年第21（4）题】 铝镁合金是飞机制造、建筑等行业的重要材料，为测定某铝镁合金（不含其他元素）中铝的质量分数，现将4.8g的铝镁合金与足量稀硫酸充分反应，生成0.5g氢气，该合金中铝的质量分数为＿＿＿＿。 答案：75% 分析：这个题比较简单，可以说是“送分题”。 
（本专题的第2篇结束。本专题的第3篇也是天津市中考化学试卷中的典型试题案例分析，请看后续的第3篇。）
