金属与酸反应图像题分析.doc

金属与酸反应图像题分析
江苏省兴化市周庄初级中学 樊茂 225711
一、氢气质量与反应时间函数图像
例1．等质量的镁、铁、分别与足量的稀硫酸反应，下列图像正确的是（ ） 解析：氢气质量与反应时间函数图像有下列两种情形：
第一种：等质量的镁、铁、分别与足量的稀硫酸反应
反应初期t1时氢气的质量与反应速率有关，由于镁比铁的金属活动性强，因而镁与稀硫酸反应速率比铁与同样的稀硫酸反应速率快，同样时间内，镁与酸反应得到的氢气的质量比铁要多，反应的后期t2时，由于稀硫酸过量，氢气的质量的多少由金属的质量决定。
设镁和铁的质量分别为m，与足量稀硫酸完全反应后产生的氢气分别为x、y
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
24 2 56 2
m x m y
24:2=m:X 56:2=m:Y
x=m/12 y=m/28
x＞y 所以镁产生的氢气多，所以图像如图1
第二种：足量的镁、铁分别与等质量等浓度稀硫酸反应。
反应初期t1时氢气的质量与反应速率有关，由于镁比铁的金属活动性强，因而镁与稀硫酸反应速率比铁与同样的稀硫酸反应速率快，同样时间内，镁与酸反应得到的氢气的质量比铁要多。反应的后期t2时，由于金属过量，氢气的质量的多少由反应掉的酸的质量决定，根据酸的质量相等计算产生氢气的质量
设完全反应掉的硫酸的质量为n，反应后产生的氢气分别为x、y
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
98 2 98 2
n x n y
98:2=n:X 98:2=n:Y
x=m/49 y=m/49
x=y,反应后生成的氢气质量相等。此时的图像为图2
就本题，根据题意，显然是第一种情形，因而答案选A
二、氢气质量与加入酸质量之间的函数图像
例2．下列实验过程与图象描述相符合的一组是 （ ）
解析：对于答案B，该图像是反映加入稀硫酸质量与氢气质量之间的函数关系，在初始阶段m1时，代表向金属里加入少量的稀硫酸，因而此时，金属过量，加入的酸全部反应，用酸的质量去计算氢气质量，酸相等，所以产生的氢气也相等。在后期m2由于不断加酸，到金属完全反应，直至酸过量，此时用反应掉的金属的质量去计算氢气的质量 ，而等质量的镁、锌分别与足量的稀硫酸完全反应，镁产生的氢气多，锌产生的氢气少，综合两点图像如图3，因而B正确。对于A由于氧化钙与饱和溶液中水反应，导致饱和溶液中水减少，使溶质氢氧化钙的质量减少所以错误。对于C氢氧化钠过量时，溶液的PH值应大于7，所以C错误，对于D氢氧化钠先与盐酸反应，在开始时，没有沉淀，只有当氢氧化钠加到一定程度才有沉淀，所以D错误。
三、氢气质量与加入金属质量之间的函数图像
例3．下列曲线正确的是 （ ）
解析：对于答案A、C向等体积、等浓度的稀盐酸中加入金属，在初始阶段m1时，加入的金属量很少，应完全反应，盐酸过量，此时用金属质量计算氢气的质量，同等质量m1的铝、铁两金属分别与足量的盐酸完全反应后，铝比铁产生的氢气多。在后期阶段m2时，当金属加到一定程度后金属会过量，盐酸完全反应，此时产生氢气的质量用完全反应的盐酸的质量来计算，由于盐酸的质量、浓度相同，因而生成的氢气的质量会相等。如图4。因而A错误，D正确，对于B ，稀硝酸中加水溶液的PH值不可能等于7，更不可能大于7，所以B错误。对于C双氧水加入二氧化锰反应速度快，在同样时间内比不加二氧化锰产生的氧气要多，因而C错误。
练一练：1.用质量相等的锌粉和铁粉，分别与溶质质量分数相同、等质量的稀盐酸充分反应，产生氢气的质量和反应所用时间的关系如上图所示。则下列说法不正确的是 （ ）
A.曲线a、b分别表示锌、铁的反应情况
B.盐酸均反应完，锌、铁有剩余
C.盐酸均反应完，锌恰好完全反应，铁有剩余
D.锌铁都反应完，盐酸有剩
2.用质量相等的锌粉和铁粉，分别与溶质质量分数相同且等质量的稀盐酸充分发生反应，产生氢气的质量与时间的关系如右图所示。
 请回答下列问题：
①表示锌粉与稀盐酸反应的曲线为 （填a或b）
②对于a曲线表示的反应，物质 （填名称）有剩余。
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