13.(2025·山西中考)分析下列实验过程的相关信息,推理判断正确的一项是 ()


A.操作2是过滤
B.固体X是纯铜
C.反应中溶液颜色没有变化
D.铁的金属活动性比铜强

13.D 解析:
A 向过量铁片中加入硫酸铜溶液,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,过滤,得到硫酸亚铁溶液和固体X,则固体X中含有置换出来的铜和过量的铁,硫酸亚铁溶液经过操作2得到硫酸亚铁晶体,则操作2是蒸发结晶 ×
B 固体X中含有置换出来的铜和过量的铁 ×
C 硫酸铜溶液呈蓝色,硫酸亚铁溶液呈浅绿色,则反应中溶液颜色有变化 ×
D 铁能置换出铜,说明铁的金属活动性比铜强 √

【分析】首先梳理实验流程：过量铁片与硫酸铜溶液发生反应，反应方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，因铁片过量，反应后混合物包含生成的铜、剩余的铁，以及硫酸亚铁溶液。操作1用于分离固体和液体，故操作1为过滤，得到的固体X是铜和铁的混合物，硫酸亚铁溶液经操作2得到晶体，操作2应为蒸发结晶（或冷却结晶）。逐一分析选项：A选项混淆操作用途；B选项忽略过量铁的存在；C选项未注意溶液颜色变化；D选项依据置换反应规律判断金属活动性。
【解析】
1. 反应原理：过量铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，因铁过量，反应后固体为$\ce{Cu}$和剩余$\ce{Fe}$，溶液为$\ce{FeSO_{4}}$溶液。
2. 操作判断：操作1是分离固液，为过滤；操作2是从溶液得到晶体，为蒸发结晶（或冷却结晶），故A选项“操作2是过滤”错误。
3. 固体X成分：因铁过量，固体X含置换出的$\ce{Cu}$和未反应的$\ce{Fe}$，是混合物，故B选项“固体X是纯铜”错误。
4. 溶液颜色变化：硫酸铜溶液为蓝色，硫酸亚铁溶液为浅绿色，反应中溶液颜色由蓝色变为浅绿色，有变化，故C选项错误。
5. 金属活动性：铁能置换出铜，说明铁的金属活动性比铜强，故D选项正确。
【答案】D
【知识点】金属活动性顺序、置换反应、物质分离操作
【点评】本题结合实验流程考查金属活动性、反应现象及物质分离操作，需准确掌握基础知识点，仔细分析每个选项，避免忽略过量反应物或操作用途而出错。
【难度系数】0.7

14.(2026·德州庆云期末)对金属进行雕琢,化学蚀刻是常用的方法之一。其原理是通过溶液与金属的化学反应,从而形成凹凸。
(1)某车间以含盐酸的溶液为蚀刻液,生产金属雕花外墙装饰板的工艺流程如图1所示。

钢制板材属于金属材料中的,蚀刻步骤中发生反应的化学方程式为,该反应属于基本反应类型中的。
(2)化学兴趣小组的同学根据制作金属雕花外墙装饰板的工艺流程,制作一幅金属蚀刻画,两个小组的同学分别以铝板和银板为板材,涂胶后滴加蚀刻液进行蚀刻,如图2所示。

①为保证蚀刻成功,在蚀刻前需对铝板进行打磨,理由是。
②判断两组同学能否成功得到蚀刻画,并简述其不成功的理由:。

14.(1)合金 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 置换反应
(2)①除去铝板表面的氧化铝薄膜 ②1组能成功,2组不能成功;2组中银的金属活动性比铜弱,不能与硫酸铜溶液反应,无法蚀刻
解析:(2)①铝板表面有氧化铝薄膜,会阻碍硫酸铜与铝反应,打磨可除去薄膜,保证蚀刻成功;②金属活动性:Al＞Cu＞Ag。故1组能成功:铝与硫酸铜反应,能蚀刻(铝能置换铜,除去胶膜处的铝,形成凹凸)。2组不能成功,理由是银的金属活动性比铜弱,不能与硫酸铜溶液反应。

【分析】
本题围绕金属材料和金属化学性质展开，需分步骤思考：第一问先判断钢制板材的材料类别，再回忆铁与盐酸的反应方程式及反应类型；第二问结合铝的氧化膜特性、金属活动性顺序分析蚀刻的条件，进而判断两组能否成功。
【解析】
(1) 钢制板材是铁的合金，属于金属材料中的合金；蚀刻时铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}↑}$；该反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物，属于置换反应。
(2) ① 铝在空气中易氧化生成致密的氧化铝薄膜，会阻碍蚀刻液与铝的反应，因此需打磨除去该薄膜，保证蚀刻顺利。
② 根据金属活动性顺序$\ce{Al ＞ Cu ＞ Ag}$，铝能与硫酸铜溶液反应可蚀刻铝板，银的金属活动性弱于铜，无法与硫酸铜反应，不能蚀刻银板，故银板组无法成功。
【答案】
(1) 合金；$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}↑}$；置换反应
(2) ① 除去铝板表面的氧化铝薄膜；② 1组（铝板组）能成功，2组（银板组）不能成功，因为银的金属活动性比铜弱，不能与硫酸铜溶液反应，无法蚀刻
【知识点】
金属材料、金属的化学性质、金属活动性顺序
【点评】
本题结合实际工艺流程考查金属相关知识，难度适中，需学生掌握金属材料分类、金属反应规律，运用金属活动性顺序分析实际问题，体现化学与生活的联系。
【难度系数】
0.6

15. [科学探究与实践]在培养皿中放入用金属盐溶液润湿的滤纸,将金属片放在滤纸上,观察到置换出的金属沿着滤纸像树枝一样“生长”,得到多姿多彩的“金属树”。小明同学进行如下实验：

(1)实验B中有“银树”生成,产生“银树”的原理是（用化学方程式表示）。
(2)上述实验不能验证锌、铁、银三种金属的活动性顺序,若要验证还需补充的一组实验是（填字母）。
A.铁片浸入稀盐酸中
B.铁片浸入$\ce{AgNO_{3}}$溶液中
C.锌片浸入稀盐酸中
(3)将一定量锌粉和铁粉的混合物放在用$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$溶液润湿的滤纸上,置于培养皿中,静置一段时间后,取出固体,向固体中加入稀盐酸有气泡产生,则固体成分可能为（填物质组成,用化学式表示）。

15.(1)Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag (2)B
(3)Zn、Fe、Cu;Fe、Cu
解析:(2)题述实验中,锌和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银,说明锌的金属活动性比铁和银都强,想要验证锌、铁、银三种金属的金属活动性顺序,还需要验证铁和银的金属活动性强弱。铁片浸入稀盐酸中,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,说明铁排在氢前面,A不能验证铁和银的金属活动性强弱;铁片浸入AgNO3溶液中,铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,说明铁的金属活动性比银强,B能验证铁和银的金属活动性强弱;锌片浸入稀盐酸中,锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,说明锌排在氢前面,C不能验证铁和银的金属活动性强弱。
(3)金属活动性:锌＞铁＞铜,则锌先和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,锌反应完后,铁再和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,静置一段时间后,取出固体,向固体中加入稀盐酸有气泡产生,锌、铁能和盐酸反应生成氢气,铜不能和盐酸反应,则固体中一定含有置换出的铜,可能有锌和铁,或锌反应完只剩下铁,所以固体成分有:①锌、铁、铜,②铁、铜,共2种情况。

【分析】
本题围绕“金属树”实验考查金属活动性顺序的应用，解题思路如下：
1. 第(1)题：实验B中锌与硝酸银溶液发生置换反应，利用锌的活动性强于银，直接写出对应化学方程式。
2. 第(2)题：现有实验已证明锌的活动性强于铁和银，需补充实验验证铁和银的活动性强弱，据此分析选项。
3. 第(3)题：根据金属活动性顺序Zn＞Fe＞Cu，判断锌、铁与硝酸铜的反应顺序，结合“固体加稀盐酸有气泡”的条件，推导固体的可能组成。
【解析】
(1) 实验B中，锌的金属活动性比银强，锌与硝酸银发生置换反应，生成硝酸锌和银，化学方程式为：$\ce{Zn + 2AgNO_{3} = Zn(NO_{3})_{2} + 2Ag}$。
(2) 现有实验中，锌能置换出硝酸亚铁中的铁（说明$\ce{Zn ＞ Fe}$），也能置换出硝酸银中的银（说明$\ce{Zn ＞ Ag}$），但无法比较$\ce{Fe}$和$\ce{Ag}$的活动性。
选项A：铁片浸入稀盐酸，只能证明$\ce{Fe ＞ H}$，无法比较$\ce{Fe}$和$\ce{Ag}$；
选项B：铁片浸入$\ce{AgNO_{3}}$溶液，铁能置换出银，说明$\ce{Fe ＞ Ag}$，可验证三者活动性；
选项C：锌片浸入稀盐酸，只能证明$\ce{Zn ＞ H}$，无法比较$\ce{Fe}$和$\ce{Ag}$；
故选B。
(3) 金属活动性$\ce{Zn ＞ Fe ＞ Cu}$，锌先与$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$反应，锌完全反应后铁才会与$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$反应。向固体中加稀盐酸有气泡，说明固体含能与盐酸反应的金属（$\ce{Zn}$或$\ce{Fe}$）：
若锌过量，锌反应完后铁有剩余，固体为$\ce{Zn}$、$\ce{Fe}$、$\ce{Cu}$；
若锌完全反应，铁有剩余，固体为$\ce{Fe}$、$\ce{Cu}$。
【答案】
(1) $\ce{Zn + 2AgNO_{3} = Zn(NO_{3})_{2} + 2Ag}$；(2) $\ce{B}$；(3) $\ce{Zn、Fe、Cu}$；$\ce{Fe、Cu}$
【知识点】
金属活动性顺序、置换反应、金属与盐的反应
【点评】
本题结合探究实验考查金属活动性的应用，需掌握金属活动性强弱的判断方法，以及金属与盐、酸的反应规律，注重实验分析能力的考查，难度适中。
【难度系数】
0.5