初中化學(xué)金屬與酸反應(yīng)的圖像題專題練習(xí)

1、初中化學(xué)金屬與酸反應(yīng)的圖像題專題練習(xí)一般情況下，活潑金屬可以與稀鹽酸、稀硫酸等稀酸溶液發(fā)生反應(yīng)生成氫氣。涉及金屬與酸反應(yīng)問題的圖像題，側(cè)重于考查金屬的活動(dòng)性、金屬的相對(duì)原子質(zhì)量、氫氣的質(zhì)量（或體積）、溶液的質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)等相關(guān)量的變化關(guān)系。解答這類題的關(guān)鍵是，讀懂圖像本意，審清圖像內(nèi)涵。準(zhǔn)確理解并應(yīng)用圖像中的相關(guān)信息，正確解題。如圖1，圖中橫坐標(biāo)代表時(shí)間，縱坐標(biāo)代表生成氫氣的質(zhì)量。當(dāng)金屬與稀酸溶液反應(yīng)時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成氫氣的質(zhì)量越來越大，此時(shí)在圖像上表現(xiàn)為一條上升的直線（如圖1中OA段所示），且生成氫氣越快，這條直線的斜率越大（即“坡度越陡”）。因此，從圖像上看生成氫氣的快慢只須看“

2、坡度陡、坡度緩”，“坡度越陡”表示生成氫氣越快，線段OA的斜率與金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱有關(guān)。金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，線段斜率越大。“坡度越緩”表示生成氫氣越慢，金屬活動(dòng)性越弱，線段斜率越小。當(dāng)金屬與稀酸溶液充分反應(yīng)后，生成氫氣的質(zhì)量將不再變化，此后在圖像上表現(xiàn)為一條水平直線（如圖1中的AB段所示）。生成氫氣越多，這條直線表現(xiàn)在圖像上就越高。因此，從圖像上看生成氫氣的多少，只須看“線高、線低”，“線越高”表示生成氫氣越多，“線越低”表示生成氫氣越少。綜上所述，解決這類問題時(shí)，一般需要用到下列規(guī)律：1.在溫度、金屬顆粒大小和稀酸溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定的條件下，金屬的活動(dòng)性越強(qiáng)，生成氫氣就越快；生成氫氣越快，說明金

3、屬的活動(dòng)性就越強(qiáng)。2.當(dāng)金屬的化合價(jià)相同時(shí)，對(duì)于相同質(zhì)量的金屬，金屬的相對(duì)原子質(zhì)量越大，生成的氫氣越少；生成的氫氣越多，金屬的相對(duì)原子質(zhì)量越小。例1.鋅和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，幾次實(shí)驗(yàn)的鋅的用量不等，但稀硫酸的用量相同。鋅的用量（X軸），生在氫氣的體積（Y軸）（在同溫同壓下測(cè)定）關(guān)系如圖2，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述錯(cuò)誤的是（）線段AB（包括A點(diǎn)）表示鋅過量、硫酸已耗盡線段AB（不包括A點(diǎn)）表示鋅過量、硫酸已耗盡線段OA（包括A點(diǎn)）表示鋅和過量的硫酸反應(yīng)線段OA（不包括A點(diǎn)）表示鋅和過量的硫酸反應(yīng)生咸Hz的質(zhì)量解析：一定質(zhì)量的鋅與足量的稀硫酸充分反應(yīng)，圖2中A點(diǎn)表示某一時(shí)刻，反應(yīng)剛好停止。線段OA（包

4、括點(diǎn)A）表示金屬和過量的稀硫酸反應(yīng)。線段AB（不包括點(diǎn)A）表示金屬已經(jīng)反應(yīng)完，而稀硫酸過量。不過，值得我們注意的是，如果是足量的鋅與一定量的稀硫酸充分反應(yīng)時(shí)，那么線段OA（包括點(diǎn)A）則表示過量的金屬和稀硫酸反應(yīng)。線段AB（不包括點(diǎn)A）表示稀硫酸已經(jīng)消耗完，而鋅過量。解答：B、D如圖3，金屬A的活動(dòng)性要比金屬B的活動(dòng)性強(qiáng)。如果金屬A、B與相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的酸溶液反應(yīng)后生成的化合物中元素化合價(jià)相同（如同為+2價(jià)等）那么，生成氫氣的體積越多或質(zhì)量越大，則該金屬的相對(duì)原子質(zhì)量越小。圖3中金屬B的相對(duì)原子質(zhì)量小于金屬A的相對(duì)原子質(zhì)量。足量的A、B兩種金屬同時(shí)分別放入兩份溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的少量稀鹽酸中，如果反

5、應(yīng)后出現(xiàn)一種金屬有剩余或兩種金屬都有剩余，而稀鹽酸完全消耗了，那么它們生成氫氣的體積（或質(zhì)量）相等，如圖4所示。練一練將物質(zhì)的量相等的鋁粉和鐵粉分別與同體積、同濃度的稀硫酸反應(yīng)。反應(yīng)情況如圖5所示。有關(guān)敘述中正確的是（）S一t八圖6鋁粉、鐵粉和硫酸均有剩余鋁粉、鐵粉均反應(yīng)完，硫酸有剩余硫酸、鋁粉均反應(yīng)完，鐵粉有剩余硫酸、鐵粉均反應(yīng)完，鋁粉有剩余例2.某探究小組的同學(xué)對(duì)金屬的性質(zhì)很感興趣，探究金屬的活潑性。取等質(zhì)量的A、B金屬，分別投入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的足量的鹽酸中，生成氫氣的質(zhì)量（m）與時(shí)間（t）的關(guān)系如圖6（已知A、B元素在生成物中的化合價(jià)相同）1.由圖6分析，甲、乙、丙三位同學(xué)的對(duì)話正確的

6、是（）甲：時(shí)間t時(shí)，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量AVB乙：到時(shí)間t2時(shí)，金屬均有剩余丙：兩種金屬原子的相對(duì)原子質(zhì)量AVB2結(jié)論：金屬A、B的活潑性強(qiáng)弱關(guān)系是（）解析：金屬與酸反應(yīng)涉及的量有：金屬的質(zhì)量；金屬元素在反應(yīng)中顯示的化合價(jià)；金屬的相對(duì)原子質(zhì)量；金屬的活動(dòng)性；產(chǎn)生氫氣的量；產(chǎn)生氫氣的時(shí)間；酸的量。這些量之間存在如下關(guān)系：1.當(dāng)金屬的化合價(jià)相同時(shí)，對(duì)于相同質(zhì)量的金屬，金屬的相對(duì)原子質(zhì)量越大，生成的氫氣越少；生成的氫氣越多，金屬的相對(duì)原子質(zhì)量越小。2在溫度、金屬顆粒大小和稀酸溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定的條件下，金屬的活動(dòng)性越強(qiáng)，生成氫氣就越快；生成氫氣越快，說明金屬的活動(dòng)性就越強(qiáng)。可通過曲線的斜率來判斷金屬的活

7、動(dòng)性，斜率越大，反應(yīng)的速率越快，則金屬的活動(dòng)性越強(qiáng)。解決這類問題有時(shí)要討論兩種情況：1如果酸足量，由于A、B的相對(duì)原子質(zhì)量不同，則產(chǎn)生氫氣的量不同;2.如果酸不足，產(chǎn)生氫氣的量相同，相對(duì)原子質(zhì)量小的金屬一定過量，相對(duì)原子質(zhì)量較大的金屬可能過量，也可能正好完全反應(yīng)。本題中等質(zhì)量的A、B金屬，分別投入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的足量的鹽酸中。由圖示產(chǎn)生氫氣的量不相等，屬于第一種情況。解答：1、甲、丙2、AVB練一練等質(zhì)量的鎂、鋅、鐵分別跟足量的稀硫酸在室溫下起反應(yīng)，圖7中能夠正確反映產(chǎn)生氫氣質(zhì)量m與反應(yīng)時(shí)間t關(guān)系的圖像為（）練一練將質(zhì)量相等的A、B、C三種金屬，同時(shí)分別放入三份溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同且足量的稀鹽酸

8、中，反應(yīng)生成h2的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖8所示。根據(jù)圖中所提供的信息，得出的結(jié)論正確的是（）（A、B、C在生成物中均為+2價(jià)）放出H2的質(zhì)量是ABC金屬活動(dòng)性順序是ABC反應(yīng)速率最大的是A相對(duì)原子質(zhì)量是CBA練一練將等質(zhì)量的鎂、鐵、鋅，分別放入三份溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀鹽酸中，反應(yīng)生成的h2質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圜所示。根據(jù)圖中的信息，作出的判斷不正確的是（）圖線x表示鎂的反應(yīng)情況鐵消耗的稀鹽酸質(zhì)量最大C.鎂、鋅一定過量，鐵可能反應(yīng)完D.鎂一定過量，鋅、鐵可能反應(yīng)完我們?cè)谟懻摻饘倥c酸反應(yīng)的圖像問題時(shí)，一定要分清圖像中X、Y軸所表示的具體含義，因?yàn)樽儞Q了X、Y軸的內(nèi)容，所對(duì)應(yīng)的圖像就會(huì)出現(xiàn)不同的

9、情形。如果X軸表示參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量，Y軸表示生成的氫氣的質(zhì)量，一定量的不同金屬與足量的酸進(jìn)行反應(yīng)，如圖10所示。假設(shè)三種金屬分別為鋁、鎂、鐵，你能找出其中代表鐵的線條嗎？這時(shí)，我們可采取以下方法：1、在圖像上畫一條平行于X軸的直線與三個(gè)線條交于不同的三個(gè)點(diǎn)，比較這三個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)數(shù)值的大小，數(shù)值越大，表示產(chǎn)生等質(zhì)量的氫氣時(shí)，消耗的金屬質(zhì)量越多，數(shù)值越小，表示產(chǎn)生等質(zhì)量的氫氣時(shí)，消耗的金屬質(zhì)量越少；2、在圖像上畫一條平行于Y軸的直線與三個(gè)線條交于不同的三個(gè)點(diǎn)，比較這三個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)數(shù)值的大小，數(shù)值越大，表示相等質(zhì)量的金屬完全反應(yīng)后，產(chǎn)生的氫氣越多；數(shù)值越小，表示相等質(zhì)量的金屬完全反應(yīng)后，產(chǎn)生的氫

10、氣越少。通過以上分析，我們不難看出，線條C表示的金屬是鐵。練一練圖11表示Fe、Zn、Mg、Al分別跟稀鹽酸反應(yīng)制取氫氣的質(zhì)量（m）與所用的金屬質(zhì)量（M）之間的關(guān)系圖，其中正確的是（）剛才提到，我們?cè)谟懻摻饘倥c酸反應(yīng)的圖像問題時(shí)，一定要分清圖像中X、Y軸所表示的具體含義，因?yàn)樽儞Q了X、Y軸的內(nèi)容，所對(duì)應(yīng)的圖像就會(huì)出現(xiàn)不同的情形。進(jìn)行變式訓(xùn)練時(shí)，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)如下的情況。例3.向一定量的鐵粉中逐滴加入稀硫酸至過量，圖12是反應(yīng)過程中某種物質(zhì)的質(zhì)量Y隨加入稀硫酸的質(zhì)量變化的關(guān)系，則Y不可能表示（）A.消耗鐵粉的質(zhì)量B.生成硫酸亞鐵的質(zhì)量溶液的總質(zhì)量生成氫氣的質(zhì)量解析：根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的原理與過程，圖

11、中確定了X軸的含義，表示稀硫酸的質(zhì)量，那么一段時(shí)間后，消耗鐵粉的質(zhì)量從無到有，漸漸增多，完全消耗后，不再變化。生成硫酸亞鐵的質(zhì)量也是從無到有，漸漸增多，反應(yīng)停止后，不再變化。生成氫氣的質(zhì)量也是從無到有，漸漸增多，反應(yīng)停止后，不再變化。而溶液的質(zhì)量一開始不應(yīng)該是0，并且反應(yīng)后溶液的質(zhì)量一直在增加。所以Y軸有可能是消耗鐵粉的質(zhì)量、生成硫酸亞鐵的質(zhì)量、生成氫氣的質(zhì)量，Y軸不可能表示溶液的總質(zhì)量。解答：C練一練如圖13表示等質(zhì)量的金屬M(fèi)g和Al分別與足量且質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的稀硫酸反應(yīng)，下列敘述正確的是（）A.X表示反應(yīng)所用時(shí)間，Y表示生成氫氣的質(zhì)量B.X表示生成氫氣的質(zhì)量，Y表示反應(yīng)所用時(shí)間C.X表示滴加

12、稀硫酸的質(zhì)量，Y表示生成氫氣的質(zhì)量D.X表示參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量，Y表示生成氫氣的質(zhì)量提示：質(zhì)量相等的Mg和Al與足量且質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的稀硫酸反應(yīng)，Al產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量比Mg產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量多，同時(shí)Al消耗的硫酸質(zhì)量也比Mg消耗的硫酸質(zhì)量多。因?yàn)閮煞N金屬的活動(dòng)性不相同，所以它們反應(yīng)所需的時(shí)間也不相同。例4.白鐵是鍍鋅的鐵，將白鐵投入到稀硫酸溶液中，反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖14，寫出不同時(shí)間的化學(xué)方程式：1.0-1間不產(chǎn)生氫氣：2.t-12間產(chǎn)生氫氣速度快：3.t2后產(chǎn)生氫氣較慢：解析：因?yàn)榘阻F是鍍鋅的鐵，白鐵最外層的鋅與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋅。將白鐵投入到稀硫酸中，剛開始應(yīng)是氧化鋅與硫酸反應(yīng)，此時(shí)沒有氣泡產(chǎn)生。反應(yīng)的化學(xué)方程式是：ZnO+H2SO4二ZnSO4+H2O，除去氧化鋅后，鋅與稀硫酸接觸，快速反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，化學(xué)方程式是：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2f,鍍鋅層消耗后，鐵與稀硫酸接觸，緩慢地產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Fe+H2SO4=FeSO4+H2f。解答：l.ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O2.Zn+H2S04=ZnS04+H2tCaX.X.CaCaX.X.Ca3.Fe+HSO=F