金屬與酸反應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用- 中小學(xué)教育網(wǎng)

1、探索規(guī)律 提高能力金屬與酸反應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用王立強 近年中考化學(xué)命題逐漸由知識立意轉(zhuǎn)向能力立意，注重了對學(xué)生能力的考查。有些能力要求較高的計算題，同學(xué)們常感到棘手，究其原因主要是沒有注意能力的培養(yǎng)。只要我們在平時的學(xué)習(xí)中認真研究解題技巧、分析和總結(jié)解題的思路，找出它們內(nèi)在的聯(lián)系即探索總結(jié)出規(guī)律，就可以提高自己的解題能力。下面將一些典型試題例析如下：一. 規(guī)律的引出 例1. 把等質(zhì)量的下列金屬分別與足量的稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣最多的是（ ） A. 鐵B. 鋁C. 鎂D. 鋅 解析：由于酸足量，金屬都完全反應(yīng)，故可設(shè)出金屬的質(zhì)量，然后根據(jù)化學(xué)方程式分別求出產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量，這樣易于學(xué)生的理解，但既費時又費

2、力。設(shè)金屬R的質(zhì)量為m，相對分子質(zhì)量為Ar，其在反應(yīng)中的化合價為n，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為。我們可以把金屬與酸發(fā)生置換反應(yīng)用化學(xué)方程式計算的形式概括出來： （1）當(dāng)金屬元素R的化合價為奇數(shù)時，有： 2Ar2n m 解之得： （2）當(dāng)金屬元素R的化合價為偶數(shù)時，有： Arn m 解之得： 可見，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量除與金屬的質(zhì)量有關(guān)外，還與金屬元素在反應(yīng)中顯示的化合價及其相對原子質(zhì)量有關(guān)。于是我們可以總結(jié)出像上例所述當(dāng)?shù)荣|(zhì)量的金屬與足量的稀硫酸或稀鹽酸反應(yīng)時，產(chǎn)生氫氣的多少可直接用“金屬的相對原子質(zhì)量/金屬在反應(yīng)中的化合價”這一比值來進行判斷。顯然，此比值越大，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量就越少，反之就越多。由此得出規(guī)律

3、：等質(zhì)量的活潑金屬分別與足量的酸發(fā)生置換反應(yīng)時，金屬的相對原子質(zhì)量與其反應(yīng)中的化合價比值越大，產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量越少；反之就越多。 通過計算又知：“金屬的相對原子質(zhì)量/金屬在反應(yīng)中的化合價”這一比值恰好也是產(chǎn)生1g氫氣所需的該種金屬的質(zhì)量。因此我們又可以得出如下規(guī)律：當(dāng)活潑金屬與足量的酸反應(yīng)制取等質(zhì)量的氫氣時，金屬的相對原子質(zhì)量與其反應(yīng)中的化合價比值越大，消耗金屬的質(zhì)量就越多；反之就越少。 以上規(guī)律都是用“金屬的相對原子質(zhì)量/金屬在反應(yīng)中的化合價”分析得出的，所以我們可以把它作為一種技巧，用來速解一些中考和競賽題。二. 技巧的運用 例2. 等質(zhì)量的Na、Mg、Al、Fe、Zn五種金屬，分別與足量的

4、稀鹽酸充分反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量由多到少的順序是（ ） A. Al、Na、Mg、Fe、Zn B. Al、Mg、Na、Fe、Zn C. Na、Mg、Al、Fe、Zn D. Zn、Fe、Al、Mg、Na 解析：利用“金屬的相對原子質(zhì)量/金屬在反應(yīng)中的化合價”來判斷，比值越大，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量越少；反之就越多。求出：Na：23/123，Mg：，Al：27/39，F(xiàn)e：56/228，Zn：65/232.5 所以選B。 例3. 分別用Al、Fe與足量的稀硫酸反應(yīng)，制得相同質(zhì)量的氫氣，則消耗Al、Fe的質(zhì)量比為（ ） A. 9：28B. 27：56 C. 9：56D. 27：112 解析：假設(shè)Al、Fe與足量

5、的稀硫酸反應(yīng)都產(chǎn)生1g氫氣，則所需金屬的質(zhì)量就是“金屬的相對原子質(zhì)量/金屬在反應(yīng)中的化合價”的數(shù)值。求出：Al：27/39，F(xiàn)e：56/228，所以消耗Al、Fe的質(zhì)量比是9：28。 選A 例4. 某鐵的樣品中可能含有Zn、Mg、Al、Cu等雜質(zhì)金屬中的兩種，取5.6g樣品跟足量稀硫酸反應(yīng)，得到0.2g氫氣，則此鐵樣品中不可能含有的雜質(zhì)金屬組是（ ） A. Cu和MgB. Zn和Al C. Mg和AlD. Zn和Cu 解析：假設(shè)5.6g為純鐵，利用“金屬的相對原子質(zhì)量/金屬在反應(yīng)中的化合價”可知其恰好產(chǎn)生0.2g氫氣。說明鐵樣品的兩種雜質(zhì)中，一種比等質(zhì)量的鐵產(chǎn)生的氫氣多，另一種比等質(zhì)量的鐵產(chǎn)生

6、的氫氣少或根本不產(chǎn)生氫氣。這樣就轉(zhuǎn)化為比較鐵與等質(zhì)量的其他金屬和足量的酸反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量多少的問題。再利用“金屬的相對原子質(zhì)量/金屬在反應(yīng)中的化合價”可很快選出答案為C、D。 例5. 在托盤天平的左右兩托盤中各放一只燒杯，調(diào)節(jié)至平衡，向燒杯分別注入等質(zhì)量、等質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸，然后向兩只燒杯中分別加入相同質(zhì)量的鎂和銅鋁合金，兩燒杯中物質(zhì)完全反應(yīng)后，天平仍保持平衡，合金中鋁與銅的質(zhì)量比是（ ） A. 3：1B. 2：1 C. 3：4D. 2：3 解析：由于兩只燒杯中分別加入等質(zhì)量的鎂和銅鋁合金，所以要使天平仍保持平衡，兩燒杯中發(fā)生反應(yīng)放出的氫氣質(zhì)量必須相等。若用常規(guī)解法計算將會非常繁瑣，我們假設(shè)兩燒杯各產(chǎn)生1g氫氣，那么所需鎂、鋁的質(zhì)量分別為：Mg：24/212，Al：27/39。因兩燒杯中所加鎂與銅鋁合金的質(zhì)量相等，所以產(chǎn)生1g氫氣時銅鋁合金中銅的質(zhì)量為12g9g3g。故合金中鋁和銅的質(zhì)量比為9：33：1，選A。 例6. 等質(zhì)量的兩種金屬M和N分別與足量的稀硫酸反應(yīng)，都生成2價金屬的硫酸鹽和氫氣。生成的氫氣質(zhì)量m（縱坐標(biāo)）與反應(yīng)時間t（橫坐標(biāo)）的關(guān)系如圖1，下列結(jié)論正確的是（ ）圖1 A. 相對原子質(zhì)量：M大于N B. 相對原子質(zhì)量：N大于M C. 金屬M比N活潑 D. 金屬N比M活潑 解析：從圖中可