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        金屬與酸反應(yīng)圖象題突破

        2021-12-12 12:39:34耿昌福
        關(guān)鍵詞:足量稀鹽酸稀硫酸

        耿昌福

        金屬與稀硫酸(稀鹽酸)的反應(yīng)是初中化學(xué)的重點(diǎn)知識(shí),有關(guān)反應(yīng)的坐標(biāo)圖象題是中考的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。下面結(jié)合例題,歸納總結(jié)解題思路,幫助同學(xué)們突破此類問題。

        [找真題 就這么考!]

        例(2021·山東·濟(jì)寧)一定質(zhì)量M、N兩種金屬,分別與相同質(zhì)量、相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸反應(yīng),生成氫氣的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖1所示。分析圖象得到的以下結(jié)論中,不正確的是( )。

        A. 兩種金屬的活動(dòng)性:M>N

        B. 兩種金屬生成氫氣的質(zhì)量:M=N

        C. 兩種金屬消耗稀硫酸的質(zhì)量:M=N

        D. 充分反應(yīng)后,得到溶液的質(zhì)量:M=N

        [找思路 就這么想!]

        本題考查金屬與稀硫酸(稀鹽酸)反應(yīng)的有關(guān)知識(shí),綜合性較強(qiáng),不僅需要根據(jù)圖象和題意分析出直接信息,還需要通過計(jì)算比較出用量的大小。

        分析圖象可知,在相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),M生成的氫氣比N多,則兩種金屬的活動(dòng)性:M>N,A正確。圖象中,當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí),金屬A和金屬B生成的氫氣質(zhì)量相等,B正確。由于生成的氫氣的質(zhì)量相同,而氫氣中氫元素全部來自于硫酸,所以參加反應(yīng)的稀硫酸的質(zhì)量也是相等的,C正確。本題中M、N屬于未確定的金屬,兩種金屬的相對原子質(zhì)量大小不能確定,充分反應(yīng)后,得到溶液的質(zhì)量也無法比較,D錯(cuò)誤。答案:D。

        [找總結(jié) 就這么做!]

        以Mg、Al、Zn、Fe為例,等質(zhì)量金屬和足量稀硫酸(稀鹽酸)的反應(yīng),當(dāng)橫坐標(biāo)表示時(shí)間、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時(shí),圖象如圖2。分析圖象可得:

        (1)直線的傾斜程度決定了金屬活動(dòng)性順序,即:斜率大,反應(yīng)速率快,金屬的活動(dòng)性強(qiáng),在開始時(shí),相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氫氣多;

        (2)當(dāng)圖象變?yōu)樗街本€,表示反應(yīng)結(jié)束生成氫氣的質(zhì)量將不再發(fā)生變化,即:水平直線越高,生成氫氣越多。

        產(chǎn)生氫氣由快到慢的順序?yàn)椋篗g>Al>Zn>Fe;產(chǎn)生氫氣的總質(zhì)量由多到少的順序?yàn)椋篈l>Mg>Fe>Zn。

        [找變形 就這么活!]

        在解答金屬與稀硫酸(稀鹽酸)反應(yīng)的圖象題時(shí)一定要注意橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的意義,坐標(biāo)意義不同,圖象也有所區(qū)別。另外還要注意曲線中的“三點(diǎn)”:起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、終點(diǎn)。

        【變形1】等質(zhì)量的Mg、Al、Zn、Fe和足量稀硫酸(稀鹽酸)的反應(yīng),當(dāng)橫坐標(biāo)表示稀硫酸(稀鹽酸)的質(zhì)量、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時(shí),圖象如圖3。

        【變形2】等質(zhì)量Mg、Al、Zn、Fe和足量稀硫酸(稀鹽酸)的反應(yīng),當(dāng)橫坐標(biāo)表示金屬的質(zhì)量、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時(shí),圖象如圖4。

        分析:在金屬與稀硫酸(稀鹽酸)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程中,氫元素全部來自硫酸(鹽酸),故當(dāng)參加反應(yīng)的硫酸(鹽酸)的質(zhì)量相等時(shí),生成的氫氣的質(zhì)量也相等;當(dāng)參加反應(yīng)的硫酸(鹽酸)的質(zhì)量不同時(shí),生成的氫氣質(zhì)量也不同。由于變形1、變形2中的稀硫酸(稀鹽酸)足量,當(dāng)相同質(zhì)量的金屬全部反應(yīng)完,消耗的硫酸(鹽酸)的質(zhì)量不同,生成氫氣的質(zhì)量關(guān)系為:Al>Mg>Fe>Zn。

        【變形3】等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸(稀鹽酸)中加入足量的Mg、Al、Zn、Fe,當(dāng)橫坐標(biāo)表示時(shí)間、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時(shí),圖象如圖5。

        【變形4】等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸(稀鹽酸)中加入足量的Mg、Al、Zn、Fe,當(dāng)橫坐標(biāo)表示金屬質(zhì)量、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時(shí),圖象如圖6。

        分析:金屬活動(dòng)性的順序?yàn)椋篗g>Al>Zn>Fe,反應(yīng)時(shí)間的順序?yàn)椋篗g < Al < Zn < Fe。當(dāng)?shù)荣|(zhì)量、等濃度的硫酸(鹽酸)全部反應(yīng)完時(shí),生成的氫氣質(zhì)量相等。

        【跟蹤練習(xí)】相同質(zhì)量的M、N兩種活潑金屬,分別與足量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的稀鹽酸反應(yīng)(M、N在生成物中均為+2價(jià)),生成氫氣的質(zhì)量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖7。下列敘述正確的是( )。

        A. 金屬的活動(dòng)性:N>M

        B. 兩個(gè)反應(yīng)生成氫氣的體積:N = M

        C. 兩個(gè)反應(yīng)消耗稀鹽酸的質(zhì)量:N < M

        D. 兩個(gè)反應(yīng)消耗稀鹽酸的質(zhì)量:N = M

        答案:C

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