内容正文:
金属与酸、金属盐溶液的反应
(一)方法指引
1.判断金属的活动性顺序
当横坐标为反应时间时,可判断金属的活动性顺序:开始阶段,曲线越陡,说明反应速率越快,金属活动性越强。由图Ⅰ、Ⅲ可知,金属活动性顺序为_______________________。
纵坐标为氢气的质量
类型1 金属与酸反应相关量的变化曲线
Mg >Al >Zn >Fe
Al <Mg <Fe <Zn
Al >Mg >Fe >Zn
Al >Mg >Fe >Zn
(二)相关图像
1.足量的金属与等质量等质量分数的稀酸反应(以足量的镁、铝、锌、铁和稀硫酸反应为例)
2.等质量的金属与足量的等质量分数的稀酸反应(以足量的镁、铝、锌、铁和稀硫酸反应为例)
已知金属与酸反应为放热反应。
1.如图Ⅴ所示,t0之前,因为反应放热,温度升高,反应速率加快;t0之后,因为酸的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢。
2.如图Ⅵ所示,密闭容器中:t1之前,因为反应放热,温度升高,反应产生氢气速率加快,导致压强增大;因为t1时刻反应结束,t1~t2温度降低,导致压强减小;但因为反应产生了气体,最终压强大于初始压强。
金属与酸反应的其他曲线
1.(2022·怀化)现有质量相等的X、Y、Z三种金属,分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,Y、Z在生成物中均显+2价,Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z的金属活动性顺序为Y>Z>X
B.相对原子质量:Y>Z
C.完全反应生成氢气的质量:Y<Z
D.Y与H2SO4反应的化学方程式为Y+H2SO4=== YSO4+H2↑
D
练习
【解析】A.现有质量相等的X、Y、Z三种金属,分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,则X为氢后金属;至完全反应,Z所需时间短,则金属活动性Z比Y强,则X、Y、Z的金属活动性顺序为Z>Y>X,故A错误。B.Y、Z在生成物中均显+2价,最终Y生成的氢气比Z多,则相对原子质量:Y<Z,故B错误。C.由图像可知,完全反应生成氢气的质量:Y>Z,故C错误。D.Y在生成物中显+2价,Y与H2SO4反应的化学方程式为Y+H2SO4=== YSO4+H2↑,故D正确。
2.(2022·贵阳云岩区模拟)(节选)将一块废旧的铝片放入盛有足量稀硫酸的密闭容器中,用压强传感器测量容器内气体压强和时间的变化曲线如图所示。请描述实验过程中的现象有__________________________________,根据曲线的变化,时间在50~100 s区间发生反应的化学方程式:________________________________,当时间在100 s之后气体压强减小的主要原因是________________。
固体不断溶解,一段时间后产生气泡
2Al+3H2SO4=== Al2(SO4)3+3H2↑
装置内温度降低
【解析】0~50 s发生反应的化学方程式为Al2O3+3H2SO4=== Al2(SO4)3+3H2O,50~100 s发生反应的化学方程式为2Al+3H2SO4=== Al2(SO4)3+3H2↑。因此实验过程中的现象有固体不断溶解,一段时间后产生气泡。铝与稀硫酸反应放热,100 s时反应结束,100 s之后装置内温度降低,气体压强减小。
一种金属与一种金属的盐溶液反应
如:将铁粉不断加入一定质量的硝酸银溶液中,反应的化学方程式及物质的质量关系为
单一反应问题的研究
类型2 金属与金属盐溶液的反应
依据:优先反应原则,即距离远先置换,即金属的活动性相差越大,反应优先发生。
1.几种金属与一种金属盐溶液反应[贵阳2018.34(3)]
如:将硝酸银溶液不断加入一定质量的锌和铜的固体混合物中,反应的化学方程式及物质的质量关系为
多反应问题的研究
Zn(NO3)2
Ag、Cu
Zn(NO3)2和Cu(NO3)2
Ag
2.一种金属与几种金属盐溶液反应(遵义2019.10A)
如:将锌粉不断加入一定质量硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,反应的化学方程式及物质的质量关系为
先:Zn+2AgNO3 === Zn(NO3)2+2Ag
1.(2022·安顺平坝区模拟)向盛有硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生。下列说法正确的是( )
A.滤渣中一定不含锌,可能含铁,一定含银
B.滤液中一定含硝酸锌和硝酸亚铁,可能含硝酸银
C.滤渣中一定不含锌,一定含铁和银
D.滤液中一定含硝酸锌,可能含硝酸亚铁,一定不含硝酸银
D
练习
【解析】向盛有硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入一定质量的锌粉,锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,后和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明滤