金属与酸反应的分析：等质量金属与足量酸反应的曲线图解读

金属与酸反应曲线

1. 等质量的金属（等价）与足够的酸发生反应

酸足够，说明金属反应完全，所以最后产生的氢气质量要根据金属的质量来计算。例如图中镁、锌、铁与酸的反应。

该图反映出：

①金属越活泼，图中所示的反应物曲线越陡峭，如Mg线比Zn线陡峭，Zn线比Fe线陡峭；

②当化合物中金属的价数相同时，金属的相对原子质量越小，与酸反应产生的氢气越多，曲线的拐点越高。可以简单概括为：曲线越陡，活性越高，曲线越高，拐点越小。

2. 足量的金属与等量的酸发生反应

金属充足，说明酸反应完全。产生的氢气质量是根据酸的质量来计算的，所以产生的氢气质量是相等的。例如镁、铁与酸的反应可以用右图表示。

1、有三种质量相等的金属X、Y、Z，分别放入三等量的稀硫酸中。X不反应，而Y和Z在产物中均显示+2价。Y和Z反应生成的氢气的质量与反应时间的关系如图所示。下列哪项表述是正确的？

A. X、Y、Z的金属活性大小顺序为：Y>Z>X

B.相对原子质量：Y＞Z

C.反应完全产生的氢气质量：Y＜Z

D.Y与H2SO4反应的化学方程式为：Y+H2SO4═YSO4+H2↑

【答案】D

【答案】 解答：A.有三种质量相等的金属X、Y、Z，分别置于三份溶质质量分数相等的稀硫酸中。X不发生反应，但Z反应完全所需的时间较短。Z的金属活性比Y强。则X、Y、Z的金属活性大小顺序为：Z>Y>X。因此，选项中的说法错误。

B.将两种质量相等的金属Y、Z放入适量、溶质质量分数相等的稀硫酸中，生成物中Y、Z均为+2价，最后Y生成的氢原子多于Z，则相对原子质量为：Y＜Z，因此选项中的说法错误。

C.由图可知，反应完全生成的氢气的质量为：Y＞Z，因此此选项表述不正确。

D. Y 在产物中具有 +2 价。 Y 与 H2SO4 的反应化学方程式为：Y+H2SO4═YSO4+H2↑硝酸银的化学式，因此答案正确。所以答案为：D。

2.将适量的金属X、Y、Z、M放入等质量、等质量分数的稀盐酸中（反应关系如图A所示），将金属Y、Z放入硝酸银溶液中（反应关系如图B所示）。据此可知，X、Y、Z、M金属活性大小顺序为（ ）

A. M>X>Y>Z B. M>X>Z>Y

C.X>M>Z>Y D.X>M>Y>Z

【答案】A

[解析] 按照金属活性顺序，排在氢之前的金属能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前的金属能将排在后的金属从其盐溶液中置换出来。

M和X都能和稀盐酸反应，且M的反应时间短，说明M比X活泼。Y和Z不能和稀盐酸反应，说明Y和Z的活泼性不如M和X。Y能和硝酸银反应，说明Y比Z活泼。因此，四种金属的活性顺序为M>X>Y>Z。

因此答案为：A。

测试点2 金属盐溶液反应分析

金属活度序列的应用（滤液和残渣的测定）

金属与盐混合溶液反应后残渣及滤液组成的测定方法

例如：向硝酸铜、硝酸银、硝酸锌的混合溶液中连续加入铁粉。

1、由于锌比铁活泼，铁不与硝酸锌发生反应（根据金属与盐类反应定律），所以滤液中一定含有硝酸锌，而滤渣中一定不含锌。

2、根据“优先反应”规则（即先长距离置换），铁先与硝酸银溶液发生反应；

（1）硝酸银反应部分：滤液（银）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁、硝酸银、硝酸铜）

（2）硝酸银已完全反应：滤渣（银）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁、硝酸铜）

3、硝酸银反应后，如果残留有铁粉，铁就会和硝酸铜发生反应。

（3）硝酸铜反应部分：滤渣（银、铜）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁、硝酸铜）

（4）硝酸铜完全反应：滤渣（银、铜）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁）

（5）硝酸铜反应完成后，还残留有铁：滤渣（银、铜、铁）；滤液（硝酸锌、硝酸亚铁）

1、【2023山东泰安真题】在Cu(NO3)2、AgNO3、Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得滤渣和蓝色滤液，下列判断正确的是（）

A. 滤液中一定没有金属离子。滤液中可能存在四种金属离子。

C.滤渣中一定有Ag，也可能有Cu、ZnD，滤渣中加入稀盐酸可能会产生气泡

【答案】B

【分析】铝、锌、铜、银的活性大小顺序为铝>锌>铜>银。将一定量的锌粉加入溶质Cu(NO3)2、AgNO3、Al(NO3)3的混合溶液中，锌首先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，若有剩余则与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，锌不与硝酸铝反应。反应充分后过滤，得滤渣和蓝色滤液，表明滤液中含有硝酸铜。

A.滤液中含有硝酸铜，无法确定硝酸银是否完全参与了反应，滤液中可能含有AgNO3，这是错误的。

B.滤液中含有硝酸铜，硝酸银是否完全参与反应尚不确定，滤液中还可能含有AgNO3，滤液中可能含有的金属离子有铜离子、锌离子、铝离子、银离子，正确。

C.滤渣中一定有Ag，硝酸铜是否参与反应无法确定，可能部分参与反应，可能有Cu，但一定没有锌，这是错误的。

D.若滤液中含有硝酸铜，则无锌渣，若向渣中加入稀盐酸，则无气泡产生，错误，故选B。

2、将铝粉和锌粉的混合物加入一定量的硝酸镁和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。滤渣中必然含有的物质为（填入化学式，下同），滤液中可能含有的溶质为。

【答案】 ①。 银②。 硝酸锌2、硝酸银

【分析】铝粉、锌粉不与硝酸镁发生反应，铝和硝酸银先反应生成银和硝酸铝，铝反应完全后，锌和硝酸银再反应生成银和硝酸锌。所以，滤渣中必然含有的物质是银，其化学式为：Ag；滤液中必然含有的溶质是未参加反应的硝酸镁和反应生成的硝酸铝，可能含有的溶质是反应生成的硝酸锌，其化学式为：Zn(NO3)2，以及过量的硝酸银，其化学式为：AgNO3。