金属与酸反应的图像题.doc

1、2013/9/24 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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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 AB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 AB2.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：金属的质量；金属元素在反应中显示的化合价；金属的相对原子质量；金属的活动性；产生氢气的量；产生氢气的时间；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。

7、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、丙 2、 AB练一练 等质量的镁、锌、铁分别

8、跟足量的稀硫酸在室温下起反应，图 7 中能够正确反映产生氢气质量 m 与反应时间 t 关系的图像为（ ）练一练 将 质 量 相 等 的 A、 B、 C 三 种 金 属 ， 同 时分 别 放 入 三 份 溶 质 质 量 分 数 相 同 且 足 量 的 稀 盐 酸 中 ， 反 应 生 成 H2 的 质 量 与反 应 时 间 的 关 系 如 图 8 所 示 。 根 据 图 中 所 提 供 的 信 息 ， 得 出 的 结 论 正 确 的 是 （ ） （ A、 B、 C在 生 成 物 中 均 为 +2 价 ） A 放 出 H2的 质 量 是 A B CB 金 属 活 动 性 顺 序 是 A B CC 反

9、 应 速 率 最 大 的 是 A D 相 对 原 子 质 量 是 C B A练一练 将等质量的镁、铁、锌，分别放入三份溶质质量分数相同的稀盐酸中，反应生成的 H2质量与反应时间的关系如图 9 所示。根据图中的信息，作出的判断不正确的是（ ）A图线 x 表示镁的反应情况 B铁消耗的稀盐酸质量最大C镁、锌一定过量，铁可能反应完D镁一定过量，锌、铁可能反应完我们在讨论金属与酸反应的图像问题时，一定要分清图像中 X、Y 轴所表示的具体含义，因为变换了 X、Y 轴的内容，所对应的图像就会出现不同的情形。如果 X 轴表示参加反应的金属的质量， Y 轴表示生成的氢气的质量，一定量的不同金属与足量的酸进行反应

10、，如 图 10 所示。假设三种金属分别为铝、镁、铁，你能找出其中代表铁的线条吗？这时，我们可采取以下方法：1、在图像上画一条平行于 X 轴的直线与三个线条交于不同的三个点，比较这三个点的横坐标数值的大小，数值越大，表示产生等质量的氢气时，消耗的金属质量越多，数值越小，表示产生等质量的氢气时，消耗的金属质量越少；2、在图像上画一条平行于 Y 轴的直线与三个线条交于不同的三个点，比较这三个点的纵坐标数值的大小，数值越大，表示相等质量的金属完全反应后，产生的氢气越多；数值越小，表示相等质量的金属完全反应后，产生的氢气越少。通过以上分析，我们不难看出，线条 C 表示的金属是铁。练一练 图 11 表示

11、Fe、Zn、Mg、Al 分别跟稀盐酸反应制取氢气的质量（m）与所用的金属质量（M）之间的关系图，其中正确的是 （ ）刚才提到，我们在讨论金属与酸反应的图像问题时，一定要分清图像中X、Y 轴所表示的具体含义，因为变换了 X、Y 轴的内容，所对应的图像就会出现不同的情形。进行变式训练时，有时还会出现如下的情况。例 3.向一定量的铁粉中逐滴加入稀硫酸至过量，图 12 是反应过程中某种物质的质量 Y 随加入稀硫酸的质量变化的关系，则 Y 不可能表示（ ）A消耗铁粉的质量 B生成硫酸亚铁的质量C溶液的总质量 D生成氢气的质量解析：根据金属与酸反应的原理与过程，图中确定了 X 轴的含义，表示稀硫酸的质量，

12、那么一段时间后，消耗铁粉的质量从无到有，渐渐增多，完全消耗后，不再变化。生成硫酸亚铁的质量也是从无到有，渐渐增多，反应停止后，不再变化。生成氢气的质量也是从无到有，渐渐增多，反应停止后，不再变化。而溶液的质量一开始不应该是 0，并且反应后溶液的质量一直在增加。所以 Y 轴有可能是消耗铁粉的质量、生成硫酸亚铁的质量、生成氢气的质量，Y 轴不可能表示溶液的总质量。解答：C练一练 如图13 表示等质量的金属 Mg 和 Al 分别与足量且质 量分数相等的稀硫酸反应，下列叙述正确的是（ ）AX 表示反应所用时间，Y 表示生成氢气的质量 BX 表示生成氢气的质量，Y 表示反应所用时间CX 表示滴加稀硫酸的

13、质量，Y 表示生成氢气的质量DX 表示参加反应的金属的质量，Y 表示生成氢气的质量提示：质量相等的 Mg 和 Al 与足量且质量分数相等的稀硫酸反应，Al 产生氢气的质量比 Mg 产生氢气的质量多，同时 Al 消耗的硫酸质量也比 Mg 消耗的硫酸质量多。因为两种金属的活动性不相同，所以它们反应所需的时间也不相同。例 4.白铁是镀锌的铁，将白铁投入到稀硫酸溶液中，反应产生氢气的质量和反应时间的关系如图 14，写出不同时间的化学方程式：1.0-t1间不产生氢气： 2.t1-t2间产生氢气速度快： 3.t2后产生氢气较慢： 解析：因为白铁是镀锌的铁，白铁最外层的锌与空气中的氧气反应生成致密的氧化锌。

14、将白铁投入到稀硫酸中，刚开始应是氧化锌与硫酸反应，此时没有气泡产生。反应的化学方程式是：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O ，除去氧化锌后，锌与稀硫酸接触，快速反应产生氢气，化学方程式是：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，镀锌层消耗后，铁与稀硫酸接触，缓慢地产生氢气，反应的化学方程式是：Fe+H2SO4=FeSO4+H2。解答：1.ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O2.Zn+H2SO4=ZnSO4+H23.Fe+H2SO4=FeSO4+H2练一练 将相等质量的锌粒（X）与锌粉（Y）投入到相同体积相同质量分数的足量稀盐酸中，充分反应。图 15 中能正确表示产生氢气的质量与反应的时间的关

15、系的是（ ）提示：等质量的锌粒与锌粉与足量的稀盐酸充分反应后，生成的氢气的质量应该项相等。反应物的颗粒大小影响了反应的速率，也就是反应所需的时间有区别，颗粒越小反应就越快，所需要的时间就越短。练一练：1、C 2、A 3、A D 4、C 5、D 6、C 7、A一、金属不足，酸过量1、 等质量 的 Mg、Al、Zn 、 Fe 和等质量等浓度且 过量 的稀硫酸反应，比较生成氢气的质量和速率，完成下表。 （提示：假设金属质量均为 1 克，稀硫酸中溶质 H2SO4 质量 98 克）核心： 过量， 用完Mg Al Zn Fe产 生 氢 气 的 质 量 由 大 到 小 排 列产 生 氢 气 的 速 率 由

16、大 到 小 排 列Mg+H2SO4 = MgSO4+H2 2Al+3H2SO4 = Al2(SO4) 3+3H2 24 98 2 54 294 6Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2 Fe+H2SO4 = FeSO4+H2 65 98 2 56 98 2 2、向 等质量 的 Al、Fe(均已打磨)中分别加入等质量等浓度且 过量 的 稀硫酸，在右图中分别画出两者产生氢气的质量随时间变化的图像3、向 等质量 的 Zn、Fe(均已打磨)中分别加入等质量等浓度且 过量 的稀硫酸，画出两者产生氢气的质量随时间变化的图像。4、向 等质量 的 Mg、Al、Zn、Fe(假设均为 1 克)中加入等质量等浓 度

17、且 过量 的稀硫酸，产生氢气的质量随时间变化的曲线是（ ）二、金属过量，酸不足5、等质量且 过量 的 Mg、Al、Zn、Fe 和 等质量等浓度 的稀硫酸反应，比较生成氢气的质量和速率，完成下表。 （提示：假设金属质量均为 100 克，稀硫酸中溶质 H2SO4 质量 98 克）核心： 过量， 用完Mg Al Zn Fe产 生 氢 气 的 质 量 由 大 到 小 排 列产 生 氢 气 的 速 率 由 大 到 小 排 列Mg+H2SO4 = MgSO4+H2 2Al+3H2SO4 = Al2(SO4) 3+3H224 98 2 54 294 6Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2 Fe+H2SO4

18、 = FeSO4+H265 98 2 56 98 26、等质量且 过量 的 Mg、Al、Zn、Fe 和 等质量等浓度 的稀硫酸反应，产生的氢气质量随时间的变化曲线是（ ）【变式训练】7、向 等质量 的 Mg、Fe 中分别滴加等浓度的稀硫酸至 过量 ， Mg 产生的氢气质量随硫酸质量变化的图像如右图，请在图中画出 Fe 的图像。 提示：假设金属质量均为 56g ，分别加入硫酸至过量，请完 成下表。Mg+H2SO4 = MgSO4+H2 Fe+H2SO4 = FeSO4+H224 98 2 56 98 256g 56gH2SO4溶质质量/克 9.8 29.8 98 298 228.7 240H2

19、质量（Mg 产生） 2 4 4.67 4.67H2 质量（Fe 产生）【与盐反应】8、把四块等质量的锌片分别投入等浓度且足量的MgSO4、AgNO 3、FeSO 4、CuSO 4 四种溶液中（假设单位时间内 消耗的金属质量相等） ，固体的质量与反应时间的关系如右图所示，请在右图（）中标出对应的溶液。（相对原子质量：Zn-65， Cu-64，Fe-56，Ag-108） 【反馈练习】1、在括号中填出以下化学反应对应的图像（填“A” 或“B”） 实验室用过氧化氢制取氧气（ ） 实验室用高锰酸钾制取氧气（ ） 向 HCl 与 CaCl2 的混合溶液中加入足量 Na2CO3 溶液生成气体的质量是 图 生

20、成沉淀的质量是 图 实验室制取二氧化碳（ ） 向未打磨的铝片中加入稀硫酸（ ） 将严重生锈的铁钉放入稀硫酸中（ ） 实验室用氯酸钾制氧气（ ） CuCl2 与 HCl 的混合溶液中滴加 NaOH 溶液（ ） 向 Na2CO3 和 NaOH 的混合溶液中加入足量的稀硫酸（ ）2、锌与稀硫酸反应时加入少量的硫酸铜可以加快产生氢气的速 率。等质量的两份锌，向其中加入等质量等浓度且 过量 的稀硫酸，并向其中一份中加几 滴硫酸铜溶液。产生氢气的质量随时间的变化图像如图所示。（1）图中 曲线，表示了加入硫酸铜。并写出相关的化学方程式 （2）为什么 b 产生的氢气质量会偏少？3、有同学向未打磨的铝片中不断倒

21、入稀硫酸，发现产生氢气的 质量随时间变化的图线如图，（1）oa 段化学方程式 （2）ab 段化学方程式 （3）a 点溶质化学式 （4）b 点溶质化学式 （5）c 点溶质化学式 4、向 3 杯 过量 且等质量分数的稀硫酸中，分别投入 等质量 的 Mg、Zn、Fe，其中 Mg 产生氢气的质量随金属质量变化的图像如图所示，请在图中画出 Fe、Zn 对应的图像。核心： 过量， 用完产生氢气质量由大到小排列 5、等质量的镁和锌分别放置在两只烧杯中，向其中分别逐滴加入质 量分数相等的稀硫酸，下图一定 不正确 的是（ ）【直击中考】1、 （06黄冈）将 质 量 相 等 的 A、 B、 C三 种 金 属 ，

22、同 时 分 别 放 入 三 份 溶 质 质 量 分 数 相 同且 足 量 的 稀 盐 酸 中 ， 反 应 生 成 H2的 质 量 与 反 应 时 间 的 关 系 如 图 所 示 。 根 据 图 中 所 提供 的 信 息 ， 得 出 的 结 论 正 确 的 是 。 (已 知 ： A、 B、 C在 生 成 物 中 均 为 +2价 )（ ）A 放 出 H2的 质 量 是 A B CB 金 属 活 动 性 顺 序 是 A B CC 反 应 速 率 最 大 的 是 A D 相 对 原 子 质 量 是 C B A2、 （07 佛山）向下表的甲物质中逐滴加入相应的乙溶液至过量，反应过程中生成气体或沉淀的质量

23、与加入乙的质量关系，能用右下图曲线表示的是（ ）A. B C D. 3、 （07 连云港） 根据实验操作所绘制的图像中，正确的是 （ ） A图 是将铁粉加入到一定量的稀盐酸中，生成氢气的质量与加入铁粉的质量关系B图是用一定量的木炭还原氧化铜，剩余固体质量与反应时间的关系C图 是向等质量的金属镁和铝中加入足量且质量分数相等的稀硫酸，生成氢气的质量与加入稀硫酸质量的关系D图 是向久置空气中的 NaOH 溶液中加入盐酸，生成氯化钠的质量与加入盐酸的体积关系35. （2011.绵阳市）相同质量的 Mg、Fe 分别与稀盐酸作用，产生 H2 的质量 m(H2)与加入稀盐酸的体积 V（稀盐酸）关系如下图所示

24、，其中正确的是（ ）序号 甲 乙 HNO3 和 Mg( NO3)2 的混合溶液 KOH 溶液 AgZn 合金 稀 H2SO4 久置空气中的铝片 稀盐酸 含有 Na2CO3 的 NaOH 溶液 稀 HNO3 HCl 和 H2SO4 的混合酸 Ba(NO3)2 溶液36.（2011南昌市）有等质量的 A、B 两金属，相对原子质量 Ar（A ）Ar（B） ，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右图。下列说法正确的是 （ ）A产生氢气的速率 AB B反应后 A、B 一定都有剩余 C消耗的稀硫酸和

25、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37 （2011泰州市）把某稀硫酸分为等体积的两份，放入两个烧杯中，分别加入等质量的甲、乙两种金属，反应后金属都没有剩余。产生 H2的质量随时间变化的趋势如图。下列说法正确的是 （ ）A甲的活动性比乙强 B甲的相对原子质量一定比乙小C反应消耗等质量的硫酸 D反应消耗等质量的金属9、等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应，下列图像能正确生产氢气质量与反应时间之间关系的是（ ）10.（2010南昌市）将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间的关系如右图。关于甲、乙两金属判断合理的是（ ） A铁、镁

26、B铁、锌 C锌、 铁 D锌、镁 11.（2010肇庆市）相同质量的 M、N 两种活泼金属，分别与足量质量分数为8%的盐酸反应（M、N 在生成物中均为+2 价） ，生成 H2 质量来源:学.科.网和反应时间的关系如右图。下列叙述正确的是 （ ）A金属的活泼性 NM B两个反应生成 H2 的体积相等C相对原子质量 NM D两个反应消耗盐酸的质量一定相等 反 应 时 间0MN氢气质量一般情况下，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

27、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“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

28、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