内容正文:
化学
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主题一 物质的性质与应用
(三)金属和金属矿物
专项突破4 金属与酸反应的图像分析
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[贵州:2023.12(2)②;贵阳:10年3考]
解题模型
类型1 横坐标表示反应时间
方法指导
规律:曲线的倾斜程度表示金属与酸反应产生氢气的速率,倾斜程度越大
表示反应速率越____(填“快”或“慢”),金属活动性越____
(填“强”或“弱”)。
快
强
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等质量的不同金属分别与等质量、等浓度的同种酸反应。
_____________________________________________ 如图1,金属足量,酸被消耗完,最终生成氢气的质
量由____(填“金属”或“酸”)的质量决定,最终生成
氢气的质量一定______(填“相等”或“不相等”)。等
价态金属的相对原子质量越小,最终消耗的金属的质
量越____(填“多”或“少”)。
图1
酸
相等
少
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_____________________________________________ 如图2,酸足量,金属被消耗完,最终生成氢气的质
量由______(填“金属”或“酸”)的质量决定。等价
态金属的相对原子质量越小,最终生成氢气的质量越
____(填“多”或“少”)。
金属
多
图2
类型2 横坐标表示酸的质量
_____________________________ 等质量的A、B、C三种金属分别与足量等浓度的稀盐酸
充分反应,加入稀盐酸的质量与产生氢气的质量关系如
图3所示:
1.当酸的质量 时,生成氢气的质量______
(填“相等”或“不相等”)。
2.酸足量,最终生成氢气的质量由______(填“金属”或
“酸”)的质量决定,等质量的等价态金属,相对原子质
量越____,产生氢气的质量越多。
图3
相等
金属
小
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【温馨提示】若横坐标表示加入酸的质量,曲线的斜率不能用来表示金属
活动性。
类型3 横坐标表示金属质量
_______________________________________ 向等质量等质量分数的稀盐酸中加入足量的金属,加入金
属的质量与产生氢气的质量关系如图4所示。
1.当加入金属的质量 时,此时金属不足,酸过量,生
成氢气的质量由______(填“金属”或“酸”)的质量决
定。
2.当加入金属的质量大于小于 时,此时金属铝相对于酸
过量,金属镁相对于酸不足(曲线在 上方)产生氢气
质量的大小关系是_________。
3.当加入金属的质量 时,酸被消耗完,最终生成氢气
的质量______。
金属
相等
图4
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类型4 金属与酸反应的其他曲线分析
密闭容器中,铁与稀硫酸反应的图像分析(已知反应为放热反应)
图像 _______________________________________ ____________________________________________ _______________________________________
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分析 之前,因为反应放
热,温度升高,反应
速率加快; 之后,
因为酸的浓度逐渐减
小,反应速率逐渐减
慢 密闭容器中: 之
前,反应有气体产
生,且反应放热,导
致压强增大; 时,
恰好完全反应,
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 之前,该反应为放
热反应,温度逐渐升
高; 时,恰好完全
反应,温度达到最高
值; 之后,温度逐
渐恢复至室温
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专项精练
1.等质量的、 两种金属分别和足量的同体积、同浓度
的盐酸反应,产生气体的质量与时间的关系如图所示
(金属的化合价相同)。下列说法不正确的是( )
A. 时,产生气体的质量: B. 时,消耗金属的质量:
C. 时,消耗金属的质量: D. 时,消耗盐酸的质量:
√
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2.[2023河北]向盛有 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( )
A. 点时,溶液中的溶质只有
B. 点时,生成气体的总质量达到最大
C. 过程中,溶液的 逐渐增大
D. 该铜锌混合物中锌的质量为
√
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3.某实验小组在相同条件下探究金属与酸反应的放热情况,实验装置如图1,
溶液温度随反应时间变化如图2,实验试剂如表。下列分析正确的是
( )
图1
图2
实验编组 等质量稀硫酸 金属粉末质量
① 含 铁
② 含 锌
③ 含 镁
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A. 反应结束后,烧杯中的溶液都呈无色
B. 实验①对应图2中曲线
C. 反应结束后,实验①和②有金属粉末剩余
D. 实验③最多生成 氢气
图1
图2
√
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4.[2023广西]向三个烧杯中分别放入足量的、、 粉末,同时加入质
量分数相同的 稀盐酸,充分反应。反应的有关图像错误的是( )
A. B. C. D.
√
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5.取过量的表面积相同的锌粒与铁粒、铝丝与锌丝,分别加入等浓度等体
积的稀盐酸,用温度传感器测定上述四个反应过程中的溶液温度变化曲线
如图所示。
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(1)写出铝与稀盐酸反应的化学方程式:___________________________
_______,
该反应溶液温度先升高后下降的原因是______________________________
_____________________________________________________。
反应放热,温度升高,完全反应后不再放热,且继续加入的稀盐酸起降温作用,故温度降低
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(2)由图分析可知,金属的活动性强弱、金属与酸的接触面积与反应时
溶液温度变化的关系: ___________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________ 。
其他条件相同时,当金属与酸接触面积较小时,
溶液温度变化不大,金属活动性强的金属使溶液温度升高较大;当金属与
酸接触面积较大时,溶液温度变化较大,金属活动性强的金属使溶液温度
先缓慢升高再快速降低,金属活动性弱的金属使溶液温度先快速升高再缓
慢降低(合理即可)
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6.某化学兴趣小组的同学运用手持技术探究铝等金属与酸的反应。如图1,
向烧瓶内注入 某浓度的稀硫酸,分别剪取完全相同的镁、铝、
锌、铁、铜金属片,打磨后投入烧瓶中,迅速塞紧带有压强传感器的橡胶
塞,采集得到如图2所示的气压变化曲线。回答下列问题。
图1
图2
(1)曲线 对应的金属是____。
铜
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(2)曲线对应的金属是铁,在 时溶液中含有的物质除水外还有
_______________。
、
图1
图2
(3)曲线 对应的金属是镁,反应的化学方程式为____________________
___________________________________________________,在 左右曲
线 达到最高点后又略微下降的原因是_______________________________
________________________________。
镁和稀硫酸反应放出热量,完全反应后,逐渐冷却至室温,压强减小
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(4)下列说法错误的是___(填字母)。
图1
图2
A. 对应的反应速率适中,适合实验室制取气体
B. 如延长反应时间,可得到 的图像是一条直线
C. 从0到100秒图像可推测 对应的金属打磨不彻底
√
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7.某化学兴趣小组的同学在学习“活泼金属与酸的反应”时,利用了铝片与
稀硫酸反应,产生氢气的速率与时间的关系如图所示。
(1)单质铝与稀硫酸反应的化学方程式为__________
____________________________________________。
图中从 段时间内没有明显变化的原因是_________
______________________________________, 点之后
曲线下降的原因是______________________________。
铝表面有一层氧化铝薄膜,氧化铝先与稀硫酸反应
随着反应进行,稀硫酸浓度减小
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(2)将铝片与 相同的足量稀硫酸、稀盐酸反应,结
果是生成氢气的速率前者比后者慢很多。
①甲同学认为,可能是两片铝片的大小、质地等不一
致的原因,于是将某铝片从中间切成两等份,再分别
放入 相同的稀硫酸和稀盐酸中,观察反应现象,结果仍是生成氢气的速
率前者比后者慢得多。
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②乙同学提出,可能是与稀硫酸反应的铝片表面有氧化膜的原因,大家一
致表示反对,因为______________________________________________。
铝片完全相同,与盐酸反应的铝片表面也有氧化膜
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③丙同学对比盐酸和硫酸的化学式之后,认为可能是稀盐酸中的氯离子对
反应产生促进作用,你认为还存在另一种可能是______________________
_______。
硫酸根离子对反应有抑制作用
(3)若打磨后的铝片质量为 ,则与足量稀硫酸反应,最多能得到氢
气质量为____ 。
0.3
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28
$$