《2025年点石成金金牌夺冠九年级化学全一册人教版大连专版》

12. 科学探究与实践 金属活动性顺序及回收利用（10分）某实验小组同学在学习金属活动性顺序后，想要探究锰、锌、铜三种金属的活动性顺序，请你参与他们的实验探究。
【实验目的】探究锰、锌、铜三种金属的活动性顺序。
【询问老师】锰在溶液中以Mn²⁺形式存在，溶液颜色通常为浅肉色。
【设计并进行实验】

【实验结论】锰、锌、铜三种金属的活动性顺序是Mn＞Zn＞Cu。
【回收利用】该兴趣小组的同学从实验室收集了一桶含有ZnSO₄、CuSO₄的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸锌晶体，设计实验方案如图1所示:
　　　　
(1)操作Ⅰ中所需的玻璃仪器有 。
(2)甲同学认为金属X是Zn，乙同学认为金属X是Mn，你认为 (填“甲”或“乙”)同学的意见是正确的，理由是 。
(3)操作Ⅱ中加入适量稀硫酸的目的是 ,发生反应的化学方程式为 。
(4)根据流程图中的数据计算，金属混合物中Zn的质量为 g。
【实验拓展】小红同学将Mn、Zn分别放入等质量、等浓度的稀盐酸中，测得产生氢气的质量与反应时间的关系如图2所示。下列说法不正确的是 (填字母序号)。

A. 曲线a表示Mn与稀盐酸反应
B. 稀盐酸最终有剩余
C. 参与反应的Mn与Zn的质量比为11∶13　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

答案： 【设计并进行实验】①有红色固体析出，溶液由蓝色变为无色
②有黑色固体析出，溶液由无色变为浅肉色
$Mn + ZnSO_{4}=MnSO_{4}+Zn$
【回收利用】
(1)漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)甲 若金属X是Mn，Mn能将$ZnSO_{4}$和$CuSO_{4}$中的Zn和Cu置换出来，导致滤液中引入$MnSO_{4}$杂质，结晶后不能得到纯净的$ZnSO_{4}$
(3)除去金属混合物中的Zn
$Zn + H_{2}SO_{4}=ZnSO_{4}+H_{2}\uparrow$
(4)3.5
【实验拓展】B
【解析】【设计并进行实验】②由实验结论可知，金属活动性：$Mn＞Zn$，则Mn能把Zn从其化合物溶液中置换出来。
【回收利用】
(4)设参加反应的Zn的质量为x。
$Zn + CuSO_{4}=ZnSO_{4}+Cu$
65 64
x 6.4 g
$\frac{65}{64}=\frac{x}{6.4 g}$
x = 6.5 g
金属混合物中Zn的质量为10 g - 6.5 g = 3.5 g。
【实验拓展】每55份质量的Mn与稀盐酸反应，会产生2份质量的$H_{2}$，每65份质量的Zn与稀盐酸反应，会产生2份质量的$H_{2}$，即产生相同质量的$H_{2}$，消耗Mn的质量更少。由图像可知，产生相同质量的$H_{2}$，曲线a消耗金属的质量更少，即曲线a表示Mn与稀盐酸反应，故A正确；随着金属质量的增加，最终产生氢气的质量不变，说明稀盐酸已经反应完全，参加反应的Mn与Zn的质量比为55：65 = 11：13，故B错误、C正确。