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1. ★★ 将一定质量的锌粉放入硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法中正确的是 (
A.若滤液呈浅绿色,则滤渣中只含有银
B.若滤渣中加稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定含有两种溶质
C.若滤液为无色,则滤液中一定含有硝酸锌,可能含有硝酸银
D.将所得滤渣洗涤、干燥后称量,质量可能与所加锌粉的质量相等
D
)A.若滤液呈浅绿色,则滤渣中只含有银
B.若滤渣中加稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定含有两种溶质
C.若滤液为无色,则滤液中一定含有硝酸锌,可能含有硝酸银
D.将所得滤渣洗涤、干燥后称量,质量可能与所加锌粉的质量相等
答案
1. D 解析:根据金属活动性顺序,锌粉优先置换硝酸银中的银,随后置换硝酸亚铁中的铁。若滤液呈浅绿色(含Fe²⁺),说明硝酸亚铁未完全反应,此时锌可能仅置换部分或全部银,但未置换铁或仅置换部分铁,若锌仅置换银,滤渣为银;若置换银后继续置换,滤渣含银和铁,因此滤渣中只含银不一定成立,A错误;若滤渣与稀盐酸反应产生气泡,说明滤渣中含活泼金属,若此时锌过量,硝酸银和硝酸亚铁均被完全置换,滤液中仅剩硝酸锌(一种溶质),B错误;若滤液为无色,说明Fe²⁺完全反应(硝酸亚铁被置换完全),锌需先置换完银才能置换铁,因此硝酸银已完全反应,滤液中不可能含硝酸银,C错误;置换反应中,锌与银、铁的质量变化不同:置换银时滤渣质量增加,置换铁时滤渣质量减少,通过调整置换比例,总质量可能等于消耗锌的质量,因此滤渣质量可能与锌粉质量相等,D正确。
2. 将一定质量$\ce{Zn(NO_{3})_{2}}$和$\ce{AgNO_{3}}$的混合溶液按如图所示进行实验，现象如图中所述，分析图中信息进行判断，下列说法合理的是（
A.滤渣中可能含有单质$\ce{Zn}$
B.滤渣中一定含有单质$\ce{Ag}$、$\ce{Fe}$
C.滤渣的质量一定小于$a\ \mathrm{g}$
D.滤液中一定含有$\ce{Mg^{2+}}$、$\ce{Fe^{2+}}$，可能含有$\ce{Zn^{2+}}$
B
）A.滤渣中可能含有单质$\ce{Zn}$
B.滤渣中一定含有单质$\ce{Ag}$、$\ce{Fe}$
C.滤渣的质量一定小于$a\ \mathrm{g}$
D.滤液中一定含有$\ce{Mg^{2+}}$、$\ce{Fe^{2+}}$，可能含有$\ce{Zn^{2+}}$
答案
2. B 解析:金属活动性:Mg＞Zn＞Fe＞Ag,向混合溶液中加入a g镁粉和铁粉的混合物,镁先与硝酸银反应生成硝酸镁和银,如果硝酸银完全反应后镁过量,镁再与硝酸锌反应生成硝酸镁和锌,如果镁与硝酸银反应后硝酸银过量,铁再与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,铁与硝酸锌不反应。充分反应后过滤,得到滤渣和浅绿色滤液,说明铁与硝酸银发生了反应,则镁已经完全反应,则硝酸锌没有参与反应,向滤渣中滴加稀硫酸,得到无色气体,说明滤渣中一定含铁,铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,镁、铁一定与硝酸银反应生成了银,故滤渣中一定含银。由分析可知,滤渣中一定含铁和银,硝酸锌没有参与反应,则滤渣中一定不含锌,A错误;由分析可知,滤渣中一定含有单质银、铁,B正确;由分析可知,向混合溶液中加入a g镁粉与铁粉的混合物后,镁与硝酸银反应生成硝酸镁和银,即Mg+2AgNO₃=Mg(NO₃)₂+2Ag,24份质量的镁置换出216份质量的银,固体质量增加,铁与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,即Fe+2AgNO₃=Fe(NO₃)₂+2Ag,56份质量的铁置换出216份质量的银,固体质量增加,故滤渣的质量大于a g,C错误;由分析可知,镁与硝酸银反应生成了硝酸镁和银,铁与硝酸银反应生成了硝酸亚铁和银,铁过量,则硝酸银已经完全反应,硝酸锌没有参与反应,故滤液中一定含有硝酸镁、硝酸亚铁、硝酸锌,一定不含硝酸银,即滤液中一定含有镁离子、亚铁离子、锌离子,一定不含银离子,D错误。
3. 向一定质量$\ce{MgCl_{2}}$、$\ce{FeCl_{2}}$和$\ce{CuCl_{2}}$的混合溶液中加入$\ce{Zn}$粉，过滤后，再向滤渣中加入稀硫酸，反应过程中部分生成物的质量与加入锌粉或稀硫酸的质量的关系如图所示。下列说法正确的是（
A.从0点到a点，溶液的质量不断增大
B.c点对应的溶液中只含一种溶质
C.与稀硫酸反应的锌粉的质量是5.6 g
D.b点固体与d点对应溶液中的固体组成相同
A
）A.从0点到a点，溶液的质量不断增大
B.c点对应的溶液中只含一种溶质
C.与稀硫酸反应的锌粉的质量是5.6 g
D.b点固体与d点对应溶液中的固体组成相同
答案
3. A 解析:向一定质量MgCl₂、FeCl₂和CuCl₂的混合溶液中加入Zn粉,锌先与氯化铜反应,由图像可知生成铜的质量为6.4 g,设消耗锌的质量为m。
Zn+CuCl₂=ZnCl₂+Cu
65 64
m 6.4 g
65/64 = m/6.4 g m=6.5 g
所以向溶液中加入6.5 g锌,从溶液中置换出6.4 g铜,溶液的质量不断增大,A正确;镁的活动性比锌强,所以氯化镁不与锌反应,铜最不活泼,氯化铜先与锌反应生成铜和氯化锌,氯化亚铁后与锌反应生成铁和氯化锌。铜和铁都不可溶,因此c点溶液中溶质为生成的氯化锌和没有参加反应的氯化镁,B错误;由A项分析可知,与氯化铜反应的锌的质量为6.5 g,所以与氯化亚铁反应的锌的质量为13 g-6.5 g=6.5 g,设生成铁的质量为x。
Zn+FeCl₂=ZnCl₂+Fe
65 56
6.5 g x
65/56 = 6.5 g/x x=5.6 g
设铁与稀硫酸反应生成氢气的质量为y。
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56 2
5.6 g y
56/2 = 5.6 g/y y=0.2 g
由图像可知,锌、铁与稀硫酸反应一共生成氢气0.4 g(铜不与稀硫酸反应),所以锌与稀硫酸反应生成氢气的质量为0.4 g-0.2 g=0.2 g,设与稀硫酸反应的锌的质量为z。
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65 2
z 0.2 g
65/2 = z/0.2 g z=6.5 g
C错误;b点氯化铜、氯化亚铁与锌粉恰好反应,固体为生成的铜和铁,d点固体中的铁与锌都与稀硫酸完全反应,固体中只有没有反应的铜,D错误。
Zn+CuCl₂=ZnCl₂+Cu
65 64
m 6.4 g
65/64 = m/6.4 g m=6.5 g
所以向溶液中加入6.5 g锌,从溶液中置换出6.4 g铜,溶液的质量不断增大,A正确;镁的活动性比锌强,所以氯化镁不与锌反应,铜最不活泼,氯化铜先与锌反应生成铜和氯化锌,氯化亚铁后与锌反应生成铁和氯化锌。铜和铁都不可溶,因此c点溶液中溶质为生成的氯化锌和没有参加反应的氯化镁,B错误;由A项分析可知,与氯化铜反应的锌的质量为6.5 g,所以与氯化亚铁反应的锌的质量为13 g-6.5 g=6.5 g,设生成铁的质量为x。
Zn+FeCl₂=ZnCl₂+Fe
65 56
6.5 g x
65/56 = 6.5 g/x x=5.6 g
设铁与稀硫酸反应生成氢气的质量为y。
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56 2
5.6 g y
56/2 = 5.6 g/y y=0.2 g
由图像可知,锌、铁与稀硫酸反应一共生成氢气0.4 g(铜不与稀硫酸反应),所以锌与稀硫酸反应生成氢气的质量为0.4 g-0.2 g=0.2 g,设与稀硫酸反应的锌的质量为z。
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65 2
z 0.2 g
65/2 = z/0.2 g z=6.5 g
C错误;b点氯化铜、氯化亚铁与锌粉恰好反应,固体为生成的铜和铁,d点固体中的铁与锌都与稀硫酸完全反应,固体中只有没有反应的铜,D错误。
4. 某溶液中含有$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$和$\ce{AgNO_{3}}$，现向其中加入一定量的锌粉进行处理，并绘制出参加反应的锌与溶液中溶质种类的关系如图所示。下列说法中不正确的是（
A.当溶质种类为1种时，金属单质种类不可能为1种
B.c~d间（不含两点）发生反应的化学方程式为$\ce{Zn + Cu(NO_{3})_{2}=Cu + Zn(NO_{3})_{2}}$
C.从$m_{1}$变化到$m_{2}$时，溶液中硝酸铜的质量分数变大
D.若$m_{2}=6.5\ \mathrm{g}$，$m_{4}=13.0\ \mathrm{g}$，则d点滤渣质量不大于28 g
D
）A.当溶质种类为1种时，金属单质种类不可能为1种
B.c~d间（不含两点）发生反应的化学方程式为$\ce{Zn + Cu(NO_{3})_{2}=Cu + Zn(NO_{3})_{2}}$
C.从$m_{1}$变化到$m_{2}$时，溶液中硝酸铜的质量分数变大
D.若$m_{2}=6.5\ \mathrm{g}$，$m_{4}=13.0\ \mathrm{g}$，则d点滤渣质量不大于28 g
答案
4. D 解析:根据金属活动性顺序:Zn＞Cu＞Ag,锌粉首先和硝酸银反应,待硝酸银反应完后,再和硝酸铜反应。根据图示,当溶质种类为1种时,此时溶质为Zn(NO₃)₂,说明锌已将硝酸铜和硝酸银中的铜和银完全置换出来,金属单质至少有2种,A正确;c~d间(不含两点)有2种溶质,分别是Zn(NO₃)₂、Cu(NO₃)₂,说明锌和硝酸银已反应完,锌开始与硝酸铜反应的化学方程式为Zn+Cu(NO₃)₂=Zn(NO₃)₂+Cu,B正确;从m₁变化到m₂,溶液中有3种溶质,分别是Zn(NO₃)₂、AgNO₃、Cu(NO₃)₂,说明此时发生的是锌和硝酸银的反应:Zn+2AgNO₃=Zn(NO₃)₂+2Ag,由反应时的质量比可知,每65份质量的锌可置换出216份质量的银,析出金属质量增加,则溶液总质量减少,该反应过程硝酸铜质量不变,根据以下公式:溶液中硝酸铜的质量分数=硝酸铜质量/溶液总质量×100%,得出溶液中硝酸铜的质量分数增大,C正确;m₂位于ab段,此时发生的是锌和硝酸银的反应,设此时生成银的质量为x。
Zn+2AgNO₃=Zn(NO₃)₂+2Ag
65 216
6.5 g x
65/216 = 6.5 g/x x=21.6 g
b点对应锌的质量是m₃,说明b点时生成滤渣的质量大于21.6 g,m₄位于e点,此时锌已将硝酸铜和硝酸银中的铜和银完全置换出来,此时和硝酸铜反应的锌的质量小于m₄-m₂=13.0 g-6.5 g=6.5 g,假设6.5 g为参与反应的锌的质量,设生成铜的质量为y。
Zn+Cu(NO₃)₂=Zn(NO₃)₂+Cu
65 64
6.5 g y
65/64 = 6.5 g/y y=6.4 g
说明此时生成铜的质量小于6.4 g,21.6 g+6.4 g=28 g,m₂~m₃是与硝酸银反应,根据等质量的锌与硝酸银反应生成银的质量大于生成铜的质量,故d点时生成滤渣的质量会大于28 g,D错误。
Zn+2AgNO₃=Zn(NO₃)₂+2Ag
65 216
6.5 g x
65/216 = 6.5 g/x x=21.6 g
b点对应锌的质量是m₃,说明b点时生成滤渣的质量大于21.6 g,m₄位于e点,此时锌已将硝酸铜和硝酸银中的铜和银完全置换出来,此时和硝酸铜反应的锌的质量小于m₄-m₂=13.0 g-6.5 g=6.5 g,假设6.5 g为参与反应的锌的质量,设生成铜的质量为y。
Zn+Cu(NO₃)₂=Zn(NO₃)₂+Cu
65 64
6.5 g y
65/64 = 6.5 g/y y=6.4 g
说明此时生成铜的质量小于6.4 g,21.6 g+6.4 g=28 g,m₂~m₃是与硝酸银反应,根据等质量的锌与硝酸银反应生成银的质量大于生成铜的质量,故d点时生成滤渣的质量会大于28 g,D错误。
