金屬與酸反應(yīng)圖象題突破

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耿昌福

金屬與稀硫酸（稀鹽酸）的反應(yīng)是初中化學(xué)的重點(diǎn)知識(shí)，有關(guān)反應(yīng)的坐標(biāo)圖象題是中考的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。下面結(jié)合例題，歸納總結(jié)解題思路，幫助同學(xué)們突破此類問(wèn)題。

[找真題就這么考！]

例（2021·山東·濟(jì)寧）一定質(zhì)量M、N兩種金屬，分別與一致質(zhì)量、一致質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸反應(yīng)，生成氫氣的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖1所示。分析圖象得到的以下結(jié)論中，不正確的是（）。

A.兩種金屬的活動(dòng)性：MN

B.兩種金屬生成氫氣的質(zhì)量：M=N

C.兩種金屬消耗稀硫酸的質(zhì)量：M=N

D.充分反應(yīng)后，得到溶液的質(zhì)量：M=N

[找思路就這么想！]

此題考察金屬與稀硫酸（稀鹽酸）反應(yīng)的有關(guān)知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，不僅需要根據(jù)圖象和題意分析出直接信息，還需要通過(guò)計(jì)算對(duì)比出用量的大小。

分析圖象可知，在一致的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，M生成的氫氣比N多，則兩種金屬的活動(dòng)性：MN，A正確。圖象中，當(dāng)反應(yīng)終止時(shí)，金屬A和金屬B生成的氫氣質(zhì)量相等，B正確。由于生成的氫氣的質(zhì)量一致，而氫氣中氫元素全部來(lái)自于硫酸，所以加入反應(yīng)的稀硫酸的質(zhì)量也是相等的，C正確。此題中M、N屬于未確定的金屬，兩種金屬的相對(duì)原子質(zhì)量大小不能確定，充分反應(yīng)后，得到溶液的質(zhì)量也無(wú)法對(duì)比，D錯(cuò)誤。答案：D。

[找總結(jié)就這么做！]

以Mg、Al、Zn、Fe為例，等質(zhì)量金屬和足量稀硫酸（稀鹽酸）的反應(yīng)，當(dāng)橫坐標(biāo)表示時(shí)間、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時(shí)，圖象如圖2。分析圖象可得：

（1）直線的傾斜程度決定了金屬活動(dòng)性順序，即：斜率大，反應(yīng)速率快，金屬的活動(dòng)性強(qiáng)，在開(kāi)始時(shí)，一致反應(yīng)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氫氣多;

（2）當(dāng)圖象變?yōu)樗街本€，表示反應(yīng)終止生成氫氣的質(zhì)量將不再發(fā)生變化，即：水平直線越高，生成氫氣越多。

產(chǎn)生氫氣由快到慢的順序?yàn)椋篗gAlZnFe;產(chǎn)生氫氣的總質(zhì)量由多到少的順序?yàn)椋篈lMgFeZn。

[找變形就這么活！]

在解答金屬與稀硫酸（稀鹽酸）反應(yīng)的圖象題時(shí)一定要注意橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的意義，坐標(biāo)意義不同，圖象也有所區(qū)別。另外還要注意曲線中的“三點(diǎn)〞：起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、終點(diǎn)。

等質(zhì)量的Mg、Al、Zn、Fe和足量稀硫酸（稀鹽酸）的反應(yīng)，當(dāng)橫坐標(biāo)表示稀硫酸（稀鹽酸）的質(zhì)量、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時(shí)，圖象如圖3。

等質(zhì)量Mg、Al、Zn、Fe和足量稀硫酸（稀鹽酸）的反應(yīng)，當(dāng)橫坐標(biāo)表示金屬的質(zhì)量、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時(shí)，圖象如圖4。

分析：在金屬與稀硫酸（稀鹽酸）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中，氫元素全部來(lái)自硫酸（鹽酸），故當(dāng)加入反應(yīng)的硫酸（鹽酸）的質(zhì)量相等時(shí)，生成的氫氣的質(zhì)量也相等;當(dāng)加入反應(yīng)的硫酸（鹽酸）的質(zhì)量不同時(shí)，生成的氫氣質(zhì)量也不同。由于變形1、變形2中的稀硫酸（稀鹽酸）足量，當(dāng)一致質(zhì)量的金屬全部反應(yīng)完，消耗的硫酸（鹽酸）的質(zhì)量不同，生成氫氣的質(zhì)量關(guān)系為：AlMgFeZn。

等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸（稀鹽酸）中參與足量的Mg、Al、Zn、Fe，當(dāng)橫坐標(biāo)表示時(shí)間、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時(shí)，圖象如圖5。

等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸（稀鹽酸）中參與足量的Mg、Al、Zn、Fe，當(dāng)橫坐標(biāo)表示金屬質(zhì)量、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時(shí)，圖象如圖6。

分析：金屬活動(dòng)性的順序?yàn)椋篗gAlZnFe，反應(yīng)時(shí)間的順序?yàn)椋篗gAlZnFe。當(dāng)?shù)荣|(zhì)量、等濃度的硫酸（鹽酸）全部反應(yīng)完時(shí)，生成的氫氣質(zhì)量相等。

一致質(zhì)量的M、N兩種活潑金屬，分別與足量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的稀鹽酸反應(yīng)（M、N在生成物中均為+2價(jià)），生成氫氣的質(zhì)量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖7。以下表達(dá)正確的是（）。

A.金屬的活動(dòng)性：NM