例析金属与酸反应的图像题

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1、例析金属与酸反应的图像题一般情况下,活泼金属可以与稀盐酸、稀硫酸等稀酸溶液发生反应生成氢气。涉及金属与酸反应问题的图像题,侧重于考查金属的活动性、金属的相对原子质量、氢气的质量(或体积)、溶液的质量、溶质质量分数等相关量的变化关系。解答这类题的关键是,读懂图像本意,审清图像内涵。准确理解并应用图像中的相关信息,正确解题。如图1,图中横坐标代表时间,纵坐标代表生成氢气的质量。当金属与稀酸溶液反应时,随着反应的进行,生成氢气的质量越来越大,此时在图像上表现为一条上升的直线(如图1中OA段所示),且生成氢气越快,这条直线的斜率越大(即

2、“坡度越陡”)。因此,从图像上看生成氢气的快慢只须看“坡度陡、坡度缓”,“坡度越陡”表示生成氢气越快,线段OA的斜率与金属的活动性强弱有关。金属活动性越强,线段斜率越大。“坡度越缓”表示生成氢气越慢,金属活动性越弱,线段斜率越小。当金属与稀酸溶液充分反应后,生成氢气的质量将不再变化,此后在图像上表现为一条水平直线(如图1中的AB段所示)。生成氢气越多,这条直线表现在图像上就越高。因此,从图像上看生成氢气的多少,只须看“线高、线低”,“线越高”表示生成氢气越多,“线越低”表示生成氢气越少。综上所述,解决这类问题时,一般需要用到下列

3、规律:1.在温度、金属颗粒大小和稀酸溶液溶质质量分数一定的条件下,金属的活动性越强,生成氢气就越快;生成氢气越快,说明金属的活动性就越强。2.当金属的化合价相同时,对于相同质量的金属,金属的相对原子质量越大,生成的氢气越少;生成的氢气越多,金属的相对原子质量越小。例1.锌和稀硫酸反应生成氢气,几次实验的锌的用量不等,但稀硫酸的用量相同。锌的用量(X轴),生在氢气的体积(Y轴)(在同温同压下测定)关系如图2,下列关于实验结果描述错误的是()A.线段AB(包括A点)表示锌过量、硫酸已耗尽B.线段AB(不包括A点)表示锌过量、硫酸已耗

4、尽C.线段OA(包括A点)表示锌和过量的硫酸反应D.线段OA(不包括A点)表示锌和过量的硫酸反应解析:一定质量的锌与足量的稀硫酸充分反应,图2中A点表示某一时刻,反应刚好停止。线段OA(包括点A)表示金属和过量的稀硫酸反应。线段AB(不包括点A)表示金属已经反应完,而稀硫酸过量。不过,值得我们注意的是,如果是足量的锌与一定量的稀硫酸充分反应时,那么线段OA(包括点A)则表示过量的金属和稀硫酸反应。线段AB(不包括点A)表示稀硫酸已经消耗完,而锌过量。解答:B、D如图3,金属A的活动性要比金属B的活动性强。如果金属A、B与相同质量

5、分数的酸溶液反应后生成的化合物中元素化合价相同(如同为+2价等)那么,生成氢气的体积越多或质量越大,则该金属的相对原子质量越小。图3中金属B的相对原子质量小于金属A的相对原子质量。足量的A、B两种金属同时分别放入两份溶质质量分数相同的少量稀盐酸中,如果反应后出现一种金属有剩余或两种金属都有剩余,而稀盐酸完全消耗了,那么它们生成氢气的体积(或质量)相等,如图4所示。练一练将物质的量相等的铝粉和铁粉分别与同体积、同浓度的稀硫酸反应。反应情况如图5所示。有关叙述中正确的是()A.铝粉、铁粉和硫酸均有剩余B.铝粉、铁粉均反应完,硫酸有剩

6、余C.硫酸、铝粉均反应完,铁粉有剩余D.硫酸、铁粉均反应完,铝粉有剩余例2.某探究小组的同学对金属的性质很感兴趣,探究金属的活泼性。取等质量的A、B金属,分别投入溶质质量分数相同的足量的盐酸中,生成氢气的质量(m)与时间(t)的关系如图6(已知A、B元素在生成物中的化合价相同)1.由图6分析,甲、乙、丙三位同学的对话正确的是()甲:时间t1时,产生氢气的质量A<B乙:到时间t2时,金属均有剩余丙:两种金属原子的相对原子质量A<B2.结论:金属A、B的活泼性强弱关系是()解析:金属与酸反应涉及的量有:①金属的质量;②金属元素在反应

7、中显示的化合价;③金属的相对原子质量;④金属的活动性;⑤产生氢气的量;⑥产生氢气的时间;⑦酸的量。这些量之间存在如下关系:1.当金属的化合价相同时,对于相同质量的金属,金属的相对原子质量越大,生成的氢气越少;生成的氢气越多,金属的相对原子质量越小。2.在温度、金属颗粒大小和稀酸溶液溶质质量分数一定的条件下,金属的活动性越强,生成氢气就越快;生成氢气越快,说明金属的活动性就越强。可通过曲线的斜率来判断金属的活动性,斜率越大,反应的速率越快,则金属的活动性越强。解决这类问题有时要讨论两种情况:1.如果酸足量,由于A、B的相对原子质量

8、不同,则产生氢气的量不同;2.如果酸不足,产生氢气的量相同,相对原子质量小的金属一定过量,相对原子质量较大的金属可能过量,也可能正好完全反应。本题中等质量的A、B金属,分别投入溶质质量分数相同的足量的盐酸中。由图示产生氢气的量不相等,属于第一种情况解答:1、甲、

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