2018——2019年浙江省宁波市初中科学提前批招生考试金属与金属活动性顺序的应用专题训练.docxVIP

金属与金属活动性顺序的应用

试题呈现

钛（）因为具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与许多常见非金属单质反应，钛是航空、军工、电力等方面的必需原料，地壳中含钛矿石之一称为金红石（矿石）。目前大规模生产钛的方法是：

第一步：金红石、炭粉混合在高温条件下通入氯气制得和一种可燃性气体，该反应发生的化学方程式，该反应的还原剂是。

第二步：在氩气的保护下，用过量的镁在加热条件下与反应制得金属钛。

此反应的化学反应方程式：。

如何由上述所得产物获得纯净金属钛？简述主要步骤并写出有关化学方程式。

思路分析

第一步：根据“金红石、炭粉混合在高温条件下通入氯气”的叙述，得知反应是金红石、炭粉和氯气三种物质在高温下发生的；由“制得和一种可燃性气体”可知生成了两种物质，其中可燃性气体的确定为本问题的难点。根据反应前后元素种类的不变，反应前含四种元素，反应后只能明确在中含有两种元素，所以判断可燃性气体应含有两种元素。由元素组成的可燃性气体为。

发生反应的化学方程式是还原剂：

第二步：（1）题中明确“在氩气的保护下”，说明此反应中稀有气体氩气只作为保护气并不参加反应，所以氩气不是该反应的反应物，反应的反应物为和镁。对于生成物，题中信息只告知“制得金属钛”，其他生成物需要自己分析解决。而题中对此反应没有更多的介绍信息，因此在分析反应时可借助“金属（）和盐（）发生置换反应”的规律解答。

发生反应的化学方程式为：

（2）“产物”是由制得的金属钛、生成的氯化镁和因加过量而剩余的镁三种物质组成，要分离出金属钛，可先使用水溶解氯化镁除去产物中的氯化镁杂质，然后利用钛在常温下不与酸反应的性质，把混合物放入足量稀盐酸中，除去产物中过量的镁，最后洗涤干燥，即得较为纯净的金属钛。

所以主要的实验步骤：①将混合物溶于水，过滤；②在滤渣中加入过量的稀盐酸，过滤；③洗涤、烘干，即得金属钛，有关反应的化学方程式：。

答案

（1）

（2）①将混合物溶于水，过滤；②在滤渣中加入过量的稀盐酸，过滤；③洗涤、烘干，即得金属钛。。

拓展与延伸

本题旨在考查分析所给信息，找出反应发生的过程，用化学方程式表示反应的能力。解答此类问题时，主要抓住反应物，、生成物和反应条件的辨别和分析，正确书写有关物质的化学式，一般配平过程不会太复杂。本题还涉及混合物的分离的实验设计，使用化学方法分离混合物时，选用的化学试剂应只与混合物中的杂质反应，并且反应后不带来新的杂质。

金属活动性顺序表是中学化学学习中一个非常重要的工具，许多反应发生的规律都与之相关，初中阶段只需要掌握金属活动性顺序表中关于酸及盐溶液的置换反应规律。

但在金属活动性顺序表中，前三种金属因能与水发生置换反应而不能置换出盐溶液中的金属。如钾与水反应：，其他两种金属（钙和钠）与水的反应与钾相似，均生成相应的氢氧化物和氢气，所以，前三种金属与盐溶液的反应一般分为两步：第一步是金属和水的反应，第二步是碱和盐溶液的反应（往往有沉淀产生）。

另外，值得一提的是，这三种活泼金属与酸溶液反应时，发生置换反应的顺序易被误以为是先和水反应，再和酸反应。实际上，这三种活泼金属与水反应生成氢气的实质是能与水解离出的极少量发生置换反应，而在酸溶液中由酸解离出的氢离子浓度远大于水。所以，将它们投入水中，反应顺序应该是：先与酸反应，当酸反应完后，再和水发生反应。

针对练习

1.将粉和粉的混合物，投入到和的混合液中，充分反应后，过滤。在滤渣中滴入盐酸，有气体产生。则滤渣中一定有，滤液中一定含有。

答案：水、和

解析：题中几种金属的活动性顺序为，粉和粉都不与反应，因此硝酸锌一定存在于滤液中；粉首先与溶液反应，只有当粉消耗完后，粉才与剩余的溶液反应，生成和。由题目中知道，过滤后，在滤渣中滴入盐酸有气体产生，说明滤渣中还有金属，可推知已完全反应，生成和。而粉并没有参加反应，所以不会有产生。

2.已知钠与水反应的化学方程式：。质量均为的钠、镁、锌三种金属分别与质量分数为的稀硫酸反应。

（1）由于金属的量不确定，产生的氢气的质量大小有多种可能（不考虑镁与水的反应），如镁、锌产生氢气的质量相同，且都小于钠产生的氢气质量的情况表示为。请按以上表示，写出所有可能情况。。

（2）试确定，当产生的氢气的质量大小为时，的取值范围：。

（3）时