金属与酸溶液反应这一知识点的出现,通常是考查同学们对生成氢气的快慢和多少的掌握情况,往往还会与图象联系在一起,因此,图象题的学习是第八章的重点。 我们来分析一下 Mg、Al、Zn、Fe 四种金属与酸反应的图象问题。 // 首先, 复习一下常见金属在溶液中的活动性顺序
// 我们在做图象题时要注意的几点内容:
1 等量金属和足量酸的反应 (1)横坐标表示时间,纵坐标表示生成氢气的质量 图1 如图1所示,当金属与稀盐酸溶液反应时,随着反应的进行,生成氢气的质量越来越多,此时在图象上表现为从O发出的一条上升的直线,且生成氢气越快,这条直线的倾斜程度越大。横坐标表示时间,直线的倾斜程度只需看金属活动性,倾斜程度即坡陡坡缓,“坡越陡”表示生成氢气越快,“坡越缓”表示生成氢气越慢。 当金属与稀酸溶液充分反应后,生成氢气的质量将不再发生变化,此后在图象上表现为一条水平直线。生成氢气越多,水平直线在图像上就越高。因此,从图象上看生成氢气的多少,只需看直线的高度,即线高线低,“线越高”表示生成的氢气越多,“线越低”表示生成的氢气越少。通过上图,我们可以得出的结论是: 产生H₂由快到慢的顺序为: Mg>Al>Zn>Fe 产生H₂由多到少的顺序为: Al>Mg>Fe>Zn // (2)横坐标表示金属的质量,纵坐标表示生成氢气的质量 向足量的酸中逐渐加入金属,所加的金属能够完全反应,所以得到的图象为从O发出的射线。由以上分析可知,等质量的金属产生的氢气由多到少的顺序为Al、Mg、Fe、Zn,因此生成氢气质量随加入金属质量的变化图象如图2所示。 图2 2 足量金属和等量酸的反应 (1)横坐标表示时间,纵坐标表示生成氢气的质量 图3 如图3所示,当金属与稀盐酸溶液反应时,随着反应的进行,生成氢气的质量越来越多,图象表现为从O发出的一条上升的直线。到某一时刻,酸反应完了,反应停止,横坐标表示时间,直线的倾斜程度只需看金属活动性(Mg>Al>Zn>Fe),因为金属足量,氢气的质量完全取决于酸的量,所以几种金属产生的氢气的质量是相等的,得出的结论是: 产生H₂由快到慢的顺序为: Mg>Al>Zn>Fe 产生H₂由多到少的顺序为: Mg=Al=Zn=Fe // (2)横坐标表示金属的质量,纵坐标表示生成氢气的质量 向等量的酸中逐渐加入金属,随着金属质量增加,氢气的质量越来越多,图象表现为从O发出的一条上升的直线。当酸反应完时,氢气质量不再增加,上升的直线变为水平直线,且四种金属的反应情况相同。我们已知当金属质量相等时,生成H₂由多到少的顺序为Al、Mg、Fe、Zn,因为生成氢气的质量相等,所以四种金属生成氢气的图示如下: 图4 总结
练习 1.有等质量的A、B两金属,A的相对原子质量小于B的相对原子质量,将A放入质量分数为15%的稀硫酸中,B放入质量分数为15%的稀盐酸中,在反应中A、B均为正二价,产生氢气的质量随反应时间变化曲线如下图所示。下列说法正确的是 A.产生氢气的速率A<B B.反应后A、B一定都有剩余 C.消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等 D.消耗B的质量一定小于A的质量 答案 答案:C 解析: A.金属的活动性越强,和酸溶液反应时产生气体的速率也就越快,根据图象不难看出,金属A完全反应后所需要的时间短,即A的活动性强,故A错误; B.等质量的不同金属得到的氢气一样多,说明参与反应的金属的质量一定不一样多,因此至少有一种金属剩余,故B错误; C.产生的氢气相等,那么氢离子质量相等,因为硫酸和盐酸的相对分子质量不相等,因此稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等,故C正确; D.由于A的相对原子质量小,因此得到相同质量的氢气,参加反应的金属A的质量要少一些,故D错误。 2.等质量的两种常见金属A、B(两者在化合物中呈现的化合价相同)与足量的盐酸反应,那么在反应时间O∼T时,生成氢气的速率为A B;A、B的金属活动顺序为A B;A、B最终生成氢气的质量为A B;A、B相对原子质量为A B。(填“大于”“小于”或“等于”) 答案 答案:小于 小于 大于 小于 解析: 由图象可知,在O∼T时间内,金属A生成的氢气比金属B生成的氢气少,因此生成氢气的速率A小于B。金属的活动性越强,生成氢气越快;金属的活动性越弱,生成氢气越慢。所以金属A的金属活动性比B弱。由图象还可知,最终A生成氢气的质量比B生成的氢气多。在金属质量和金属在化合物中呈现的化合价相同的条件下,根据生成氢气的质量与金属的相对原子质量成反比,得知A的相对原子质量小于B的相对原子质量。 |
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