内容正文:
专题三 金属与酸反应的坐标曲线
专题精讲
1.氢气的质量与时间关系图
(1)等质量的镁、铝、锌、铁分别与足量的等浓度的稀酸反应
第一步 明确横、纵坐标信息
①纵坐标为产生氢气的质量,横坐标为反应时间。
第二步 排顺序、确定反应速率(即曲线倾斜程度)
【方法指导】可根据曲线的斜率判断金属活动性强弱,曲线斜率越大,金属活动性越强。
②四种金属的活动性由强到弱的顺序为Mg>Al>Zn>Fe。
③四种金属与稀酸反应速率由快到慢的顺序为Mg>Al>Zn>Fe。
第三步 确定质量关系
【方法指导】a.“平台”高低表示金属与酸反应产生氢气质量的多少,“平台”越高,表示产生的氢气越多;b.等量金属与足量酸反应,产生氢气的质量由金属的质量决定,即氢气的质量=金属的质量×。
④四种金属与酸反应最终产生氢气的质量由大到小的顺序为Al>Mg>Fe>Zn。
(2)足量的镁、铝、锌、铁分别与等质量、等浓度的稀酸反应
【方法指导】a.足量金属与等量酸反应,产生氢气的质量由酸的质量决定;b.反应时间越短,金属活动性越强。
①四种金属与稀酸反应最终产生氢气的质量为Mg=Al=Zn=Fe。
②四种金属的活动性由强到弱的顺序为Mg>Al>Zn>Fe。
2.氢气的质量与酸的质量关系图
该图象表示向等质量的镁、铝、锌、铁中分别加入等浓度的稀酸时,酸的质量与生成氢气质量的关系。
(1)a点和a点前,酸不足,产生氢气的质量由酸的质量决定,产生氢气的质量为Al=Mg=Fe=Zn。
(2)b点和b点后,酸足量,产生氢气的质量由金属的质量决定,即氢气的质量=金属的质量×,最终产生氢气的质量为Al>Mg>Fe>Zn。
(3)该图象无法表示反应速率,因此无法判断金属的活动性强弱,“平台”越高,表示产生氢气的质量越大,消耗的酸越多。
3.氢气的质量与金属的质量关系图
该图象表示向等质量、等浓度的稀酸中分别逐渐加入过量的镁、铝、锌、铁,金属的质量与生成氢气质量的关系。
(1)反应开始时,金属的质量不足,生成氢气的质量由金属的质量决定,即氢气的质量=金属的质量×,所以当金属的质量小于a时,产生氢气的质量为Al>Mg>
Fe>Zn。
(2)随着金属加入,酸不足,最终生成氢气的质量相等。
(3)该图象的斜率不能表示金属活动性强弱。
即时训练
1.取等质量的镁粉和锌粒放入两支试管中,分别加入足量的稀盐酸。 下列图示与实验结果相符的是( )
A B
C D
2.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,元素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( )
第2题图
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.完全反应消耗硫酸的质量:Z>Y
D.Y与H2SO4反应的化学方程式为Y+H2SO4==== YSO4+H2↑
3.镁、铝、锌、铁与等浓度稀盐酸或稀硫酸之间的反应规律及图象正确的是()
第3题图
A.等质量的镁、铝、锌、铁与足量酸反应,氢气质量与反应时间的关系图象
B.等质量的镁、铝、锌、铁与足量酸反应,氢气质量与酸溶液质量的关系图象
C.等量酸与足量镁、铝、锌、铁反应,氢气质量与反应时间的关系图象
D.等量酸与足量镁、铝、锌、铁反应,氢气质量与金属质量的关系图象
4.[2023河北]向盛有a g铜锌混合物的烧杯中加入稀硫酸,该过程中剩余固体与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法错误的是( )
第4题图
A.M点时,溶液中的溶质只有ZnSO4
B.N点时,生成气体的总质量达到最大
C.N→P过程中,溶液的pH逐渐增大
D.该铜锌混合物中锌的质量为(a-b)g
参考答案
即时训练
1.B 【解析】等质量的镁粉和锌粒与足量的稀盐酸反应生成氢气的质量:镁粉大于锌粒,镁粉和稀盐酸接触面积比锌粒大,并且镁的活动性大于锌,因此反应速率镁粉比锌粒快,反应需要时间短。故选B。
2.D 【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,至完全反应,Z所需时间短,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,故错误。B.现有质量相等的Y、Z两种金属,分别放入溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,Y、Z在生成物中均显+2价,最终Y产生的氢气比Z多,则相对原子质量:Y<Z,故错误。C.由图示可知,完全反应生成氢气的质量:Y>Z,由质量守恒定律可知,氢气的氢元素完全来自于稀硫酸中,则消耗的硫酸的质量:Y>Z,故错误。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↑,故正确。
3.C 【解析】A.等质量的镁、铝、锌、铁与足量酸反应,最终和酸反应生成氢气由多到少的顺序是铝、镁、铁、锌,且与酸反应速率由快到慢的顺序为Mg>Al>Zn>Fe,与图象不符,故错误。B.等质量的镁、铝、锌、铁与足量酸反应,反应的酸质量相等时生成氢气质量相等,最终和酸反应生成氢气由多到少的顺序是铝、镁、铁、锌,与图象不符,故错误。C.等量酸与足量镁、铝、锌、铁反应,最终生成氢气质量相等,由于金属活动性顺序:镁>铝>锌>铁,因此反应所需时间由短到长的顺序是镁、铝、锌、铁,故正确。D.等量酸与足量镁、铝、锌、铁反应,最终生成氢气质量相等,当金属质量不足时,生成氢气质量由大到小的顺序是铝、镁、铁、锌,与图象不符,故错误。
4.C
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