2024年高考化学：金属与酸的反应的规律

2024年高考化学：金属与酸的反应的规律

根据金属活动顺序表K、Ca、Na、Mg、Al、Zn>Fe>Sn>

Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au可从定性和定量两方面进行归

纳总结：

一、定性方面

①排在金属活动性顺序表H前面的金属，和非氧化性酸（如

盐酸、稀硫酸等）反应时得到的是H2。例如

Zn+H2so4===ZnSO4+H2T。

②排在金属活动性顺序表H前面的金属，和氧化性酸（如稀

硝酸、浓硫酸、浓硝酸等）反应时不能得到纯H2。例如

Zn+2H2so4（浓）===ZnSO4+SO2f+2H20,但随着反应的进行，

由于有水生成，浓硫酸会变稀，因此后期才会有H2产生。

③特殊的两金属Al、Fe在常温下，遇到强氧化性浓硝酸或

浓硫酸时，形成极薄的钝化膜，发生钝化现象，保护金属不再

和浓硝酸或浓硫酸反应。

④排在金属活动性顺序表H后面的金属（Cu—Ag）,不和非

氧化性酸反应，遇到强氧化性酸时，发生的是氧化还原反应，

例如

Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NOf+2H20,

3Cu+8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2+2NOT+4H20。

⑤排在金属活动性顺序表H后面的金属（Pt—Au）,不和非

氧化性酸反应，遇到强氧化性酸（如稀硝酸、浓硫酸、浓硝酸等）

时，一般也不发生氧化还原反应，但是遇到极强的氧化剂［例如

王水（硝酸和盐酸的体积比是1:3）］时能发生氧化还原反应，例如

Au+HNO3+3HCl===AuC13+2H2O+NOf。

二、定量方面

①金属与非氧化性酸反应失去的电子的物质的量等于产生

的H2中H原子的物质的量。

②相同物质的量的金属与足量的酸反应产生H2的物质的量

之比等于反应后对应金属呈显的化合价之比。

③相同质量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于

其金属失去Imol电子时质量的倒数比。

④若产生相同量的H2,所需金属的物质的量之比等于反应

后对应金属呈现的化合价的倒数比。

⑤若产生相同量的H2,所需金属的质量之比等于失去

Imol电子时金属的质量比。

【例题1】由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的

合金共12克，跟足量的盐酸反应生成5.6升氢气(标况)，那

么合金中一定含有的金属是

A.NaB.MgC.AlD.Zn

解析：在标况下，氢气的物质的量是=0.25mol

因为平均摩尔电子质量(平均失去Imol电子时金属的质量

==28g-mol—1

又因为Me(Na)=23g-mol-l,Me(Mg)=12g-mol-1,

Me(Al)=9g-mol—1,

Me(Zn)=32.5g-mol-l,结合“平均”含义，D选项正确。

答案：D

【例题2】将等物质的量的镁和铝相混合，并将其分成四等

分。分别加入足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多

的是

A.3moi/LHC1溶液B.4moi/LHN03溶液

C.8moi/LNaOH溶液D.18moi/LH2s04溶液

解析：把镁和铝的相混合物加入到HNO3和浓H2s04中，

都不能产生氢气；将其加入到NaOH溶液中只有A1与NaOH溶

液反应产生氢气，而Mg与NaOH溶液不反应；加入到盐酸溶

液中，Mg和AI都与盐酸反应产生氢气，所以放出氢气最多。

因此A选项正确。

答案：A

点拨：本题中溶液的浓度不是计算的数据，而是判断“浓”

或“稀”的标志，一般来说浓度在8moi/L以上的HC1、HN03、

H2s04溶液通常认为是浓溶液。解题时要注意，等物质的量的

A1与足量的非氧化性酸或足量的可溶性强碱反应放出的氢气体

积相同。金属与硝酸、浓硫酸反应一般不放出氢气，产生的是

氮或硫的氧化物。而且铝、铁在常温下与浓硝酸、浓硫酸钝

化，因此常温下可用铝或铁制容器盛放浓硝酸或浓硫酸。

【例题3】将5.6gCu、Mg合金投入到一定量的硝酸中，金

属与硝酸恰好完全反应，共收集到标况下的混合气体(硝酸的

还原产物为NO和N02)VL；若向反应后的溶液中加入足量的

NaOH溶液，等金属元素全部沉淀后，再将沉淀过滤、洗涤、干

燥后称量质量为10.7g,则收集到气体的体积V值可能是

A.2.24LB.4.48LC.6.72LD.7.84L

解析：得到的沉淀是Cu(OH)2和Mg(OH)2的混合物，质量

增加量其实就是结合的OH—的质量，因此n(OH—)==

0.3mol,也就是说Cu、Mg的总物质的量为0.15mol,Cu、Mg

共失去0.3mol电子，采用极值法计算：假设得到的气体全是

NO：那么其体积是：0.1molx22.4L/mol=2.24L；假设得到的气

体全是N02：那么其体积是:

0.3molx22.4L/mol=6.72L；因为得到是混合气体，因此体

积在二者之间，选项B正确。

答案：B

点拨：该题考查了我们金属与硝酸反应的原理，若根据方

程式计算便误入歧途，应考虑到电子守恒，这样计算就简捷省

时，因此我们平时要善于终结、积累，应学会解题的简便方

法。

【例题4】某合金（仅含铜、铁）中铜和铁的物质的量之和

为ymol,其中Cu的物质的量分数为a,将其全部投入

50mLbmol-L—1的硝酸溶液中，加热后使其充分反应（假设NO

是唯一的还原产物）。下列说法正确的是

A.若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶

解

B.若金属全部溶解，则溶液中一定有Fe3+

C.若金属全部溶解，且产生336mL气体（标况），则b=

0.3

D.当溶液中金属离子只有Fe3+、Cu2+时，则a与b的关

系为bN80y（l—a/3）

解析：本题主要考查铜、铁与硝酸反应及有关计算。若金

属有剩余在溶液中存在N03一,滴入硫酸后，硫酸电离生成

H+,在酸性条件下，NO3一具有氧化性，所以金属又开始溶

解，A正确；若金属全部溶解，则溶液可能是Fe(NO3)2和

Cu(NO3)2,溶液中不一定含有Fe3+,B错；若金属全部溶解，

Fe可能全部生成Fe(NO3)2或Fe(NO3)3,也可能是Fe(NO3)2

和Fe(NO3)3的混合物，所以消耗硝酸的量不唯一，C错；当溶

液中金属离子只有Fe3+、Cu2+时，有

3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+4H2O+2NOf

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