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活泼金属与酸反应的图像探究
知识点
活泼金属（Mg、Al、Zn、Fe）与酸（以盐酸为例）的反应
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑ Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
1.金属与酸反应生成氢气问题
1. m(H2)—时间曲线
在图像中，倾斜程度表示金属与酸反应产生氢气的速率，越倾斜反应速率越快；“平台”高低表示金属与酸反应产生氢气的多少，“平台”越高产生氢气的量越多。
2.m(H2)— m(酸)曲线
如图，向等质量的Al、Mg、Fe、Zn中逐滴滴入等质量分数的稀酸
(1)当酸的质量≤m时，生成氢气的质量由酸的质量决定，由于酸等量，则产生氢气的质量相等。
(2)随着稀酸的不断滴加，酸过量，金属的量不足，生成氢气的质量由金属的质量决定，金属的价量比越大，产生氢气的质量越多。
【注意】此曲线无法直接判断金属活动性强弱。
3. m(H2)—m(金属)曲线
如图表示向等质量、等质量分数的稀酸中分别加入过量的Al、Mg、Fe、Zn与产生氢气质量的关系。
其中，甲、乙、丙、丁分别表示铝、镁、铁、锌。
【注意】此曲线无法直接判断金属活动性强弱。
题型分析
1、金属完全反应，酸有剩余
例题1：等质量的锌和铁与足量的稀硫酸反应，生成氢气的质量（ ? ）B
?A．锌的多????B．铁的多??? ?C．一样多?????? D．无法确定
变式训练1.相同质量的铝、镁、铁、锌四种金属分别投入到足量的相同质量的稀硫酸溶液中，待充分反应后，所得溶液的质量最小的是（ ）A
?A．铝??? ??????B．镁???? ???C．锌????? ?????D．铁
2.等质量的Na、Mg、Al、Fe、Zn五种金属，分别与足量的稀盐酸充分反应，产生氢气的质量由多到少的顺序是（ ）B
A. Al、Na、Mg、Fe、Zn B. Al、Mg、Na、Fe、Zn
C. Na、Mg、Al、Fe、Zn D. Zn、Fe、Al、Mg、Na
3.在天平的两个托盘上各放一只烧杯，烧杯中都盛有足量的盐酸，此时天平保持平衡。如果一边投入少量的锌粒，另一边投入相同质量的铁粉，两者都完全溶解后，天平指针将(　　)AA． 偏向放锌粒的烧杯一边 B． 不发生偏转C． 偏向放铁粉的烧杯一边 D． 无法判断
4.现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为＋2价)。则下列说法中错误的是(　　)D
A．金属活动性：乙＞甲＞丙
B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙
C．相对原子质量：乙＞丙＞甲
D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙
2、金属有剩余，酸全部反应?
例题1、足量的镁、铁、锌三种金属分别与一定量的稀硫酸充分反应后，生成氢气的质量关系为（? ?）D
?A．镁放氢多??? B．铁放氢多??? C．锌放氢多?? D．三种金属放氢一样多
2． 在天平的两盘上各放一只质量相同的烧杯，分别盛装质量为98 g、质量分数为10 %的稀硫酸，此时天平平衡。
（1）若向两烧杯中投入足量的锌粒和镁条，如果天平仍平衡，加入镁、锌的质量分别为（ ?）C
A．3gMg，3gZn???? B．1gMg，1gZn??? C．7gMg，7gZn???? D．5gMg，5gZn
（2）若向两烧杯中投入等质量的锌粒和镁条，待充分反应后，此时天平平衡，则反应后一定无剩余的是 ???????，一定有剩余的是? ????。 硫酸 镁
3.有关金属杂质问题
例题1.小明同学用6.5 g不纯的锌粉与足量盐酸完全反应，收集到H2的质量0.22 g。已知其中只含有另一种金属杂质。这种金属杂质不可能是下列物质中的（ ）C
A.铁 B.铝 C.铜 D.镁
2.某铁的样品中可能含有Zn、Mg、Al、Cu等杂质金属中的两种，取5.6g样品跟足量稀硫酸反应，得到0.2g氢气，则此铁样品中不可能含有的杂质金属组是（ ）C
A. Cu和Mg B. Zn和Al C. Mg和Al D. Zn和Cu
4.有关天平问题
例题1、在托盘天平两盘烧杯中，各放入质量浓度都相同的稀盐酸，调至天平平衡，在左、右两个烧杯中分别放入等质量了两种金属（保持盐酸过剩），反应完全后发现左杯升高、右杯下降，则左右两个烧杯中分别放入的金属可能是（ ） C
A．镁和铝 B．锌和镁 C．锌和铜 D．铜和铁
2、在托盘天平的左右两盘上，各放一只盛有相同浓度、相同质量的稀硫酸。天平平衡，在左杯中放入m g铁粉，在右杯中放入m g锌粉，充分反应后，两杯中都有金属剩余，此时天平指针（??? ）B
A、偏右?? B、指在中央?? C、偏左?? D、无法确定
★3.在托盘天平两端的烧杯内,分别盛有等质量、等质量分数的足量稀硫酸,调节天平至平衡。现向左边烧杯中加入6.5g表面锈蚀的铁钉,同时向右边烧杯中加入6.5g锌粒。在实验过程中,观察到指针偏转的情况可能是（? ）D
①始终向左偏转 ②不发生偏转 ③始终向右偏转 ④最初向左偏转，然后向右偏转。
A .①② B .②③ C .③④ D .①④
★5.有关图像分析
例题1.等质量的两种不同的块状金属X、Y，分别与足量的稀硫酸完全反应都生成＋2价的硫酸盐，其产生氢气的体积与反应时间的关系如图所示，则下列说法中(　　)D
①两种金属与稀硫酸反应，Y较剧烈 ②反应结束消耗硫酸的质量一定相等
③两种金属的相对原子质量：X＞Y ④在同温同压下，产生氢气体积：X＞Y
全部正确　　　　B. 只有②③正确
C. 只有②④正确 D. 只有①④正确
2.根据金属与酸反应的知识绘制了如下关系图，下列选项正确的是(　　)D
A. ①表示向等质量的锌粉和铁粉中分别加入溶质质量分数相等的稀盐酸
B. ②表示向等质量的铝粉和铁粉中分别加入溶质质量分数相等的稀盐酸
C. ③表示向等质量、等质量分数的稀盐酸中分别加入铝粉和铁粉
D. ④表示向等质量、等质量分数的稀盐酸中分别加入锌粉和铁粉
3. 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。反应情况如右图所示。有关叙述中正确的是（ ????）D
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
4.将质量相等的锌粉和铁粉分别与同体积、同浓度的稀盐酸反应。反应情况如右图所示。有关叙述中正确的是（ ????）C
A．锌粉、铁粉和盐酸均无剩余
?B．消耗铁的质量一定大于锌的质量
C．盐酸、锌粉均反应完，铁粉有剩余
D．盐酸、铁粉均反应完，锌粉有剩余
练习1：如图所示的四个图像，分别对应四种过程，其中正确的是(　　)C
A. ①分别向等质量Mg和Cu中加入足量等质量、等浓度的稀硫酸
B. ②分别向等质量且足量的Zn中加入等质量、不同浓度的稀硫酸
C. ③分别向等质量且足量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸
D. ④分别向等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且足量的稀硫酸
2.将质量相等的镁粉和铁粉分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，所得H2质量与稀硫酸质量关系曲线正确的是（　　）B
A． B． C． D．
3.将等质量的镁和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是(　　)C
A． 反应结束后镁一定有剩余
B． 反应消耗盐酸的总质量一定相等C．O—t1时段，产生氢气的质量镁比铁大
D．O—t2时段，参加反应的镁的质量与铁相等
4.等质量的X、Y两种金属分别和足量的同体积、同浓度的盐酸反应，产生气体的质量与时间的关系如图所示，下列说法中不正确的是（? ）D
A .t1时，产生气体的质量：X＞Y B .t2时，消耗金属的质量：X＞Y
C .t3时，消耗金属的质量：X＝Y D .t3时，消耗盐酸的质量：X＝Y
5.质量的Mg、Fe、Zn三种金属，分別与足量的、质量相同、质量分数相同的稀H2SO4充分反应，生成氢气与消耗稀H2SO4的质量关系见图，分析图象所得的结论中，不正确的是（　　）A
A. 三种金属的活动性顺序：Mg＜Fe＜Zn
B. 三种金属的相对原子质量：Mg＜Fe＜Zn
C. 三种金属消耗稀H2SO4的质量：Mg＞Fe＞Zn
D. 三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量：Mg＜Fe＜Zn
6、相同质量的镁铝锌分别与相同质量20%的盐酸充分反应，产生氢气质量（直接用各金属表示）大小关系有以下几种猜测：①Mg＞Al＞Zn；②Al＞Mg＞Zn；③Al＝Mg＝Zn；④Al＝Mg＞Zn；⑤Al＝Zn＞Mg；⑥Al＞Mg＝Zn。其中合理的个数为（ ）C
A．5个?????B．4个?????C．3个?????D．2
7.甲、乙两烧杯内盛有等质量、等质量分数的盐酸。将镁逐渐加入甲烧杯，铁逐渐加入乙杯，测量加入的金属质量m和相应的烧杯内物质质量变化量△M，画出△M-m曲线oac和obc的示意图，如图所示。根据图中信息，下列说法错误的是（? ）B
A .m1:m2=3:7 B .m1-△M1C .m曲线oac表示的是甲烧杯中△M与m的变化关系
D .当乙烧杯内加入铁的质量为m1时，溶液中溶质不止一种
8．有等质量的镁和铁，镁放入质量分数为10%的稀盐酸中，铁放入质量分数为10%的稀硫酸中，产生氢气的质量随反应时间变化曲线如图所示。
下列结果可能的是（ ）
①反应后镁有剩余 ②反应后铁有剩余
③反应后稀硫酸有剩余 ④反应后稀盐酸有剩余
⑤消耗的铁和镁的质量相等 ⑥消耗的稀硫酸和稀盐酸质量相等
A． ①③⑤ B．①②③ C． ①②④ D． ②③⑥
9（2020?襄阳）向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100g相同质量分数的稀硫酸，反应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示，下列叙述正确的是（　　）C
A．反应后均得到无色溶液
B．反应结束后两种金属均有剩余
C．折线b表示的是铁和稀硫酸反应的情况
D．反应结束后所得溶液的质量相等
10．（2020?滨州）现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价）。则下列说法错误的是（　　）C
A．完全反应所需时间：丙＞甲＞乙
B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙
C．相对原子质量：乙＞丙＞甲
D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙
11．（2020?济宁）在两只烧杯中分别放入相同质量的镁、锌两种金属，然后向两只烧杯中分别倒入相同质量、相同质量分数的稀硫酸，反应产生氢气的质量与消耗硫酸的质量关系见图。综合以上信息得到以下结论，合理的是（　　）B
A．从图象可以看出，金属镁比金属锌的活动性强
B．若两种金属都有剩余，二者得到的氢气质量相同
C．若硫酸有剩余，二者得到氢气的质量相同
D．若两种金属完全溶解，二者消耗硫酸的质量相同

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