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“坡度越陡”）。因此，从图像上看生成氢气的快慢只须看“

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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