内容正文:
专题三
金属与酸反应的分析
专题精讲
一、金属与酸反应的曲线分析
【方法指导】a.足量金属与等量酸反应,产生氢气
1.氢气的质量与时间关系图
的质量由酸的质量决定;b.反应时间越短,金属
(1)等质量的镁、铝、锌、铁分别与足量的等浓
活动性越强。
度的稀酸反应(酸过量)。
①四种金属与稀酸反应最终产生氢气的质量
产生川,的质量g
相等。
Mg
②四种金属的活动性由强到弱的顺序为
Fe
Mg>Al>Zn>fe。
n
2.氢气的质量与酸的质量关系图
友应时简
产生H,的质逢/g
第一步明确横、纵坐标信息
-Mg
①纵坐标为产生氢气的质量,横坐标为反应
-Fe
-'Zn
时间。
第二步排顺序、确定反应速率(即曲线倾斜
0“酸的顷量/g
程度】
该图象表示向等质量的镁、铝、锌、铁中分别
【方法指导】可根据曲线的倾斜程度判断金属活
加人等浓度的稀酸时,酸的质量与产生氢气质量
动性强弱,曲线倾斜程度越大,金属活动性越强。
的关系。
②四种金属的活动性由强到弱的顺序为Mg
(1)a点和a点前,酸不足,金属过量,产生氢
ALZn>Fe.
气的质量由酸的质量决定,曲线重合,四种金属产
③四种金属与稀酸反应速率由快到慢的顺序
生氢气的质量相等
为Mg>A>Zn>Fe
(2)b点和b点后,酸足量,产生氢气的质量由
第三步确定质量关系
金属的质量决定,即氢气的质量=参加反应的金属
【方法指导】a,“平台”高低表示金属与酸反应产生
金属的化合价
的质量×金属的相对原子质量·最终产生氢气的
氢气质量的多少,“平台”越高,表示产生氢气的
质量越多:b.等量金属与足量酸反应,产生氢气
质量为AlMg>Fe>Zn
(3)该图象无法表示反应速率,因此无法判断
的质量由金属的质量决定,即氢气的质量一参加
金属的化合价
金属的活动性强弱,“平台”越高,表示产生氢气的
反应的金属的质量×金属的相对原子质量!
质量越多,消耗的酸越多。
④四种金属与酸反应最终产生氢气的质量由
3.氢气的质量与金属的质量关系图
大到小的顺序为A>Mg>Fe>Zn
1产生H,的质量/g
(2)足量的镁、铝、锌、铁分别与等质量、等浓
AlVgFe Zn
度的稀酸反应(金属过量)。
1产生川2的质量g
Mg Al Zu Fe
)在
金两的质量/5
该图象表示向等质量、等浓度的稀酸中分别
逐渐加人过量的镁、铝、锌、铁,金属的质量与产生
反应时间/
氢气质量的关系。
(1)反应开始时,金属的质量不足,酸过量,生
A.3.6g
B.7.4g
C.9.2g
D.11.2g
成氢气的质量由金属的质量决定,即氢气的质量
【方法指导】
参加反应的金属的质量×
金属的化合价
金属的相对原子质量·所
第一步:分析题中所涉及的化学反应
以当金属的质量小于ag时,产生氢气的质量由大
Mg、Zn、Fe、Al都与稀盐酸反应。
到小的顺序为AlD>Mg>Fe>Zn。
第二步:将混合物假设为某一成分(极值法】
(2)随着金属的加入,金属过量,酸不足,生成
假设其中一种金属完全反应生成0.4g氢气。
氢气的质量由酸的质量决定,最终产生氢气的质
第三步:根据比例关系,确定各金属质量
量相等。
反应中镁、氢气质量比为24:2:锌、氢气质量比
(3)分析可知,消耗金属质量的大小关系为
为65:2:铁、氢气质量比为56:2;铝、氢气质
Zn>FeMgAl
量比为54:6,据此计算,若镁、锌、铁、铝分别与
(4)该图象的倾斜程度不能表示金属活动性
足量稀盐酸反应产生0.4g氢气,则需要镁的质量
强弱。
为4,8g,需要锌的质量为13g,需要铁的质量
二、混合金属与酸反应的计算
为山.2g,需要铝的质量为36g。
例(极值法)将一定质量的镁粉、锌粉、铁粉和铝
第四步:判断金属成分(极值法)
粉的混合物与足量的稀盐酸反应,最终生成0.4g
通过上述计算可知,金属混合物的质量一定大于
氢气,则金属混合物的质量不可能是
(A
3.6g且小于13g,所以选A。
即时训练
考向1金属与酸反应的曲线分析
内气体压强和反应时间的变化曲线如图所示,
1.[2023潍坊改编]向两个盛有相同质量铝粉和铁
下列选项正确的是
(B)
粉的烧杯中,分别滴加相同浓度的稀硫酸,产生
A.铝和稀盐酸反应的化学方程式为2A1十
氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所
6HCI-2AICI,+3H2
示。下列说法正确的是
(C)
B.ab段压强变化不明显的原因是铝片表面有
+H的质量g
层氧化膜
Al
稀硫酸
C.bc段压强迅速增大的原因是反应放出了热量
b
Fe
D.cd段压强变化的主要原因是气体消失
A粉
Fe粉
压强/kPa
0
稀硫酸的质量g
130
十氢气的质量g
第1题图
120
A.α点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
110
ab
B
10
B.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同
0200400600
反应时间/s
0
反应时间s
C.c点时,两个烧杯中都有金属剩余
第2题图
第3题图
D.右侧曲线能反映铁和铝的金属活动性强弱
2.种色考法·数学化实验某同学对铝和稀盐酸的反应
3.现有等质量的铁和锌两种金属,分别与等质量
进行了探究,将未经打磨的铝条放入盛有足量
等浓度的稀盐酸充分反应,产生氢气的质量与
稀盐酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器
反应时间的关系如图所示。根据图中所提供的
12
信息,得出的结论不正确的是
(C)
的原因主要是反应放热
A.充分反应后消耗稀盐酸的质量相等
D.相同时间内锌与稀盐酸反应时增大的气压比
B.曲线A表示锌的反应情况
铁与稀盐酸反应时的大,说明锌比铁的活动
C.反应结束后若有一种金属剩余,则剩余金属
性强
一定为锌
6.[2023广西]向三个烧杯中分别放入足量的Mg、
D.金属B反应过程中可观察到金属溶解、有气
A1、Fe粉末,同时加入质量分数相同的100g稀
泡产生、溶液变为浅绿色
盐酸,充分反应。反应的有关图象错误的是
4.向盛有一定质量铁粉和锌粉混合物的烧杯中逐
(D)
渐加入稀盐酸至过量。下列图象对应关系正确
+溶液增加的质量g
+消耗稀盐酸的质量g
的是
Fe
(A)
+溶液中FeCl2
个剩余固体质量g
Mg
100.
Al Mg Fe
的质量g
A
100
消耗稀盐酸的质量侣
0消耗金属的质量1g
0
稀盐酸的质量g
0稀盐酸的质量g
A
B
A
8
,生成氢气的质量g
+消耗金属的质量g
+溶液pH
个生成H的质量g
Fe
Mg Al Fe
0
稀盐酸的质受g
0稀盐酸的质量g
时间
时间s
c
D
C
0
5.特色考法·数字化实验兴趣小组同学探究金属和酸
考向2混合金属与酸反应的计算
反应,在烧瓶中分别加入等质量的镁粉、铁粉
7.某锌样品中含有一种杂质,取6.5g样品加入到
锌粉和足量的稀盐酸,塞紧瓶塞(如图甲),利用
足量稀盐酸中,周体完全溶解,产生0.18g氢
传感器记录160s内烧瓶中气压变化,得到相关
气。则含有的杂质可能是下列的
(D)
曲线如图乙所示。下列分析正确的是
(D)
A.Al
B.Mg
C.Cu
D.ZnO
烧瓶内气压/(×10Pa
8.将一定质量的镁铝合金(不含其他物质)与足量
1.6
气压
钱
的稀盐酸充分反应,生成0.2g氢气,则原合金
传感器
32
银
的质量可能为
(B)
1.0
A.1.5g
B.2.0g
C.2.5g
D.3.0g
0.9
冷水
020406080100120140160
9.现有一定质量的由两种金属组成的混合物,加
乙反应时间/
入足量的稀硫酸,充分反应,测得生成0.2g
第5题图
H2,将反应后的溶液蒸发,得到12g固体。金
A.金属完全反应后生成氢气的质量相等
属混合物的组成可能是
(C)
B.加入锌粉的烧瓶内气压一定大于加入铁粉的
A.Mg、AI
B.Mg、Zn
烧瓶内气压
C.Al、Cu
D.Zn、Fe
C.0~40s,镁与稀盐酸反应使烧瓶内气压增大
13