金属与酸反应的图像题.docx

1、金属与酸反应的图像题2013/9/24金属与酸反应的图像题一般情况下，活泼金属可以与稀盐酸、稀硫酸等稀酸溶液发生反应生成氢气。涉及金属与酸反应问题的图像题，侧重于考查金属的活动性、金属的相对原子质量、氢气的质量（或体积）、溶液的质量、溶质质量分数等相关量的变化关系。解答这类题的关键是，读懂图像本意，审清图像涵。准确理解并应用图像中的相关信息，正确解题。如图1，图中横坐标代表时间，纵坐标代表生成氢气的质量。当金属与稀酸溶液反应时，随着反应的进行，生成氢气的质量越来越大，此时在图像上表现为一条上升的直线（如图1中OA段所示 ），且生成氢气越快，这条直线的斜率越大（即“坡度越陡”）。因此，从图像上看

2、生成氢气的快慢只须看“坡度陡、坡度缓”，“坡度越陡”表示生成氢气越快，线段OA的斜率与金属的活动性强弱有关。金属活动性越强，线段斜率越大。“坡度越缓”表示生成氢气越慢，金属活动性越弱，线段斜率越小。当金属与稀酸溶液充分反应后，生成氢气的质量将不再变化，此后在图像上表现为一条水平直线（如图1中的AB段所示）。生成氢气越多，这条直线表现在图像上就越高。因此，从图像上看生成氢气的多少，只须看“线高、线低”，“线越高”表示生成氢气越多，“线越低”表示生成氢气越少。综上所述，解决这类问题时，一般需要用到下列规律：1.在温度、金属颗粒大小和稀酸溶液溶质质量分数一定的条件下，金属的活动性越强，生成氢气就越快

3、；生成氢气越快，说明金属的活动性就越强。2.当金属的化合价相同时，对于相同质量的金属，金属的相对原子质量越大，生成的氢气越少；生成的氢气越多，金属的相对原子质量越小。例1.锌和稀硫酸反应生成氢气，几次实验的锌的用量不等，但稀硫酸的用量相同。锌的用量（X轴），生在氢气的体积（Y轴）（在同温同压下测定）关系如图2，下列关于实验结果描述错误的是（ ）A线段AB（包括A点）表示锌过量、硫酸已耗尽B线段AB（不包括A点）表示锌过量、硫酸已耗尽C线段OA（包括A点）表示锌和过量的硫酸反应D线段OA（不包括A点）表示锌和过量的硫酸反应解析：一定质量的锌与足量的稀硫酸充分反应，图2中A点表示某一时刻，反应刚好

4、停止。线段OA（包括点A）表示金属和过量的稀硫酸反应。线段AB（不包括点A）表示金属已经反应完，而稀硫酸过量。不过，值得我们注意的是，如果是足量的锌与一定量的稀硫酸充分反应时，那么线段OA（包括点A）则表示过量的金属和稀硫酸反应。线段AB（不包括点A）表示稀硫酸已经消耗完，而锌过量。解答：B、D如图3，金属A的活动性要比金属B的活动性强。如果金属A、B与相同质量分数的酸溶液反应后生成的化合物中元素化合价相同（ 如同为+2价等）那么，生成氢气的体积越多或质量越大，则该金属的相对原子质量越小。图3中金属B的相对原子质量小于金属A的相对原子质量。 足量的A、B两种金属同时分别放入两份溶质质量分数相同

5、的少量稀盐酸中，如果反应后出现一种金属有剩余或两种金属都有剩余，而稀盐酸完全消耗了，那么它们生成氢气的体积（或质量）相等，如图4所示。练一练 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。反应情况如图5所示。有关叙述中正确的是（ ）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，铝粉有剩余例2. 某探究小组的同学对金属的性质很感兴趣，探究金属的活泼性。取等质量的A、B金属，分别投入溶质质量分数相同的足量的盐酸中，生成氢气的质量（m）与时间（t）的关系如图6（已知A、B元素在生成物中的化合价相同）1.由图6分析，甲、乙

6、、丙三位同学的对话正确的是（ ）甲：时间t1时，产生氢气的质量AB乙：到时间t2时，金属均有剩余丙：两种金属原子的相对原子质量AB2.结论：金属A、B的活泼性强弱关系是（ ）解析：金属与酸反应涉及的量有：金属的质量；金属元素在反应中显示的化合价；金属的相对原子质量；金属的活动性；产生氢气的量；产生氢气的时间；酸的量。这些量之间存在如下关系：1.当金属的化合价相同时，对于相同质量的金属，金属的相对原子质量越大，生成的氢气越少；生成的氢气越多，金属的相对原子质量越小。2.在温度、金属颗粒大小和稀酸溶液溶质质量分数一定的条件下，金属的活动性越强，生成氢气就越快；生成氢气越快，说明金属的活动性就越强。

7、可通过曲线的斜率来判断金属的活动性，斜率越大，反应的速率越快，则金属的活动性越强。解决这类问题有时要讨论两种情况：1.如果酸足量，由于A、B的相对原子质量不同，则产生氢气的量不同；2.如果酸不足，产生氢气的量相同，相对原子质量小的金属一定过量，相对原子质量较大的金属可能过量，也可能正好完全反应。本题中等质量的A、B金属，分别投入溶质质量分数相同的足量的盐酸中。由图示产生氢气的量不相等，属于第一种情况解答：1、甲、丙 2、 AB练一练 等质量的镁、锌、铁分别跟足量的稀硫酸在室温下起反应，图7中能够正确反映产生氢气质量m与反应时间t关系的图像为（ ）练一练 将质量相等的A、B、C三种金属，同时分别

8、放入三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中，反应生成H2的质量与反应时间的关系如图8所示。根据图中所提供的信息，得出的结论正确的是（ ）（A、B、C在生成物中均为+2价） A放出H2的质量是ABCB金属活动性顺序是ABCC反应速率最大的是A D相对原子质量是CBA练一练 将等质量的镁、铁、锌，分别放入三份溶质质量分数相同的稀盐酸中，反应生成的H2质量与反应时间的关系如图9所示。根据图中的信息，作出的判断不正确的是（ ）A图线x表示镁的反应情况B铁消耗的稀盐酸质量最大C镁、锌一定过量，铁可能反应完D镁一定过量，锌、铁可能反应完我们在讨论金属与酸反应的图像问题时，一定要分清图像中X、Y轴所表示的具体

9、含义，因为变换了X、Y轴的容，所对应的图像就会出现不同的情形。如果X轴表示参加反应的金属的质量， Y轴表示生成的氢气的质量，一定量的不同金属与足量的酸进行反应，如 图10所示。假设三种金属分别为铝、镁、铁，你能找出其中代表铁的线条吗？这时，我们可采取以下方法：1、在图像上画一条平行于X轴的直线与三个线条交于不同的三个点，比较这三个点的横坐标数值的大小，数值越大，表示产生等质量的氢气时，消耗的金属质量越多，数值越小，表示产生等质量的氢气时，消耗的金属质量越少；2、在图像上画一条平行于Y轴的直线与三个线条交于不同的三个点，比较这三个点的纵坐标数值的大小，数值越大，表示相等质量的金属完全反应后，产生

10、的氢气越多；数值越小，表示相等质量的金属完全反应后，产生的氢气越少。通过以上分析，我们不难看出，线条C表示的金属是铁。练一练 图11表示Fe、Zn、Mg、Al分别跟稀盐酸反应制取氢气的质量（m）与所用的金属质量（M）之间的关系图，其中正确的是 （ ）刚才提到，我们在讨论金属与酸反应的图像问题时，一定要分清图像中X、Y轴所表示的具体含义，因为变换了X、Y轴的容，所对应的图像就会出现不同的情形。进行变式训练时，有时还会出现如下的情况。例3.向一定量的铁粉中逐滴加入稀硫酸至过量，图12是反应过程中某种物质的质量Y随加入稀硫酸的质量变化的关系，则Y不可能表示（ ）A消耗铁粉的质量B生成硫酸亚铁的质量C

11、溶液的总质量D生成氢气的质量解析：根据金属与酸反应的原理与过程，图中确定了X轴的含义，表示稀硫酸的质量，那么一段时间后，消耗铁粉的质量从无到有，渐渐增多，完全消耗后，不再变化。生成硫酸亚铁的质量也是从无到有，渐渐增多，反应停止后，不再变化。生成氢气的质量也是从无到有，渐渐增多，反应停止后，不再变化。而溶液的质量一开始不应该是0，并且反应后溶液的质量一直在增加。所以Y轴有可能是消耗铁粉的质量、生成硫酸亚铁的质量、生成氢气的质量，Y轴不可能表示溶液的总质量。解答：C练一练 如图13表示等质量的金属Mg和Al分别与足量且质量分数相等的稀硫酸反应，下列叙述正确的是（ ）AX表示反应所用时间，Y表示生成

12、氢气的质量 BX表示生成氢气的质量，Y表示反应所用时间CX表示滴加稀硫酸的质量，Y表示生成氢气的质量DX表示参加反应的金属的质量，Y表示生成氢气的质量提示：质量相等的Mg和Al与足量且质量分数相等的稀硫酸反应，Al产生氢气的质量比Mg产生氢气的质量多，同时Al消耗的硫酸质量也比Mg消耗的硫酸质量多。因为两种金属的活动性不相同，所以它们反应所需的时间也不相同。例4.白铁是镀锌的铁，将白铁投入到稀硫酸溶液中，反应产生氢气的质量和反应时间的关系如图14，写出不同时间的化学方程式：1.0-t1间不产生氢气： 2.t1-t2间产生氢气速度快： 3.t2后产生氢气较慢： 解析：因为白铁是镀锌的铁，白铁最外

13、层的锌与空气中的氧气反应生成致密的氧化锌。将白铁投入到稀硫酸中，刚开始应是氧化锌与硫酸反应，此时没有气泡产生。反应的化学方程式是：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O ，除去氧化锌后，锌与稀硫酸接触，快速反应产生氢气，化学方程式是：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，镀锌层消耗后，铁与稀硫酸接触，缓慢地产生氢气，反应的化学方程式是：Fe+H2SO4=FeSO4+H2。解答：1.ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O 2.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 3.Fe+H2SO4=FeSO4+H2练一练 将相等质量的锌粒（X）与锌粉（Y）投入到相同体积相同质量分数的足量稀盐酸中，充分反应。图15

14、中能正确表示产生氢气的质量与反应的时间的关系的是（ ）提示：等质量的锌粒与锌粉与足量的稀盐酸充分反应后，生成的氢气的质量应该项相等。反应物的颗粒大小影响了反应的速率，也就是反应所需的时间有区别，颗粒越小反应就越快，所需要的时间就越短。练一练：1、C 2、A 3、A D 4、C 5、D 6、C 7、A一、金属不足，酸过量1、等质量的Mg、Al、Zn、Fe和等质量等浓度且过量的稀硫酸反应，比较生成氢气的质量和速率，完成下表。（提示：假设金属质量均为1克，稀硫酸中溶质H2SO4质量98克） 核心： 过量， 用完 Mg Al Zn Fe产生氢气的质量由大到小排列产生氢气的速率由大到小排列Mg+H2SO

15、4 = MgSO4+H2 2Al+3H2SO4 = Al2(SO4) 3+3H2 24 98 2 54 294 6Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2 Fe+H2SO4 = FeSO4+H2 65 98 2 56 98 2 2、向等质量的Al、Fe(均已打磨)中分别加入等质量等浓度且过量的稀硫酸，在右图中分别画出两者产生氢气的质量随时间变化的图像3、向等质量的Zn、Fe(均已打磨)中分别加入等质量等浓度且过量的稀硫酸，画出两者产生氢气的质量随时间变化的图像。4、向等质量的Mg、Al、Zn、Fe(假设均为1克)中加入等质量等浓度且过量的稀硫酸，产生氢气的质量随时间变化的曲线是（ ）二、金属过量

16、，酸不足5、等质量且过量的Mg、Al、Zn、Fe和等质量等浓度的稀硫酸反应，比较生成氢气的质量和速率，完成下表。（提示：假设金属质量均为100克，稀硫酸中溶质H2SO4质量98克） 核心： 过量， 用完 Mg Al Zn Fe产生氢气的质量由大到小排列产生氢气的速率由大到小排列Mg+H2SO4 = MgSO4+H2 2Al+3H2SO4 = Al2(SO4) 3+3H224 98 2 54 294 6 Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2 Fe+H2SO4 = FeSO4+H265 98 2 56 98 26、等质量且过量的Mg、Al、Zn、Fe和等质量等浓度的稀硫酸反应，产生的氢气质量随时

17、间的变化曲线是（ ）【变式训练】7、向等质量的Mg、Fe中分别滴加等浓度的稀硫酸至过量，Mg产生的氢气质量随硫酸质量变化的图像如右图，请在图中画出Fe的图像。 提示：假设金属质量均为56g ，分别加入硫酸至过量，请完成下表。Mg+H2SO4 = MgSO4+H2 Fe+H2SO4 = FeSO4+H224 98 2 56 98 256g 56gH2SO4溶质质量/克9.829.898298228.7240H2质量（Mg产生）244.674.67H2质量（Fe产生）【与盐反应】8、把四块等质量的锌片分别投入等浓度且足量的MgSO4、AgNO3、FeSO4、CuSO4四种溶液中（假设单位时间消耗的

18、金属质量相等），固体的质量与反应时间的关系如右图所示，请在右图（）中标出对应的溶液。（相对原子质量：Zn-65， Cu-64，Fe-56，Ag-108） 【反馈练习】1、在括号中填出以下化学反应对应的图像（填“A” 或“B”）1实验室用过氧化氢制取氧气（ ） 实验室用高锰酸钾制取氧气（ ） 向HCl与CaCl2的混合溶液中加入足量Na2CO3溶液生成气体的质量是 图 生成沉淀的质量是 图 实验室制取二氧化碳（ ） 向未打磨的铝片中加入稀硫酸（ ） 将严重生锈的铁钉放入稀硫酸中（ ） 实验室用氯酸钾制氧气（ ） CuCl2与HCl的混合溶液中滴加NaOH溶液（ ） 向Na2CO3和NaOH的混合

19、溶液中加入足量的稀硫酸（ ）2、锌与稀硫酸反应时加入少量的硫酸铜可以加快产生氢气的速率。等质量的两份锌，向其中加入等质量等浓度且过量的稀硫酸，并向其中一份中加几滴硫酸铜溶液。产生氢气的质量随时间的变化图像如图所示。（1）图中 曲线，表示了加入硫酸铜。并写出相关的化学方程式 （2）为什么b产生的氢气质量会偏少？ 3、有同学向未打磨的铝片中不断倒入稀硫酸，发现产生氢气的质量随时间变化的图线如图，（1）oa段化学方程式 （2）ab段化学方程式 （3）a点溶质化学式 （4）b点溶质化学式 （5）c点溶质化学式 4、向3杯过量且等质量分数的稀硫酸中，分别投入等质量的Mg、Zn、Fe，其中Mg产生氢气的质

20、量随金属质量变化的图像如图所示，请在图中画出Fe、Zn对应的图像。核心： 过量， 用完产生氢气质量由大到小排列 5、等质量的镁和锌分别放置在两只烧杯中，向其中分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸，下图一定不正确的是（ ）【直击中考】1、（06黄冈）将质量相等的A、B、C三种金属，同时分别放入三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中，反应生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。根据图中所提供的信息，得出的结论正确的是。(已知：A、B、C在生成物中均为+2价)（ ）A放出H2的质量是ABCB金属活动性顺序是ABCC反应速率最大的是A D相对原子质量是CBA2、（07）向下表的甲物质中逐滴加入相应的乙溶液至

21、过量，反应过程中生成气体或沉淀的质量与加入乙的质量关系，能用右下图曲线表示的是（ ）序号甲乙HNO3和Mg( NO3)2的混合溶液KOH溶液AgZn合金稀H2SO4久置空气中的铝片稀盐酸含有Na2CO3的NaOH溶液稀HNO3HCl和H2SO4的混合酸Ba(NO3)2溶液A. B C D. 3、（07） 根据实验操作所绘制的图像中，正确的是 （ ） A图是将铁粉加入到一定量的稀盐酸中，生成氢气的质量与加入铁粉的质量关系B图是用一定量的木炭还原氧化铜，剩余固体质量与反应时间的关系C图是向等质量的金属镁和铝中加入足量且质量分数相等的稀硫酸，生成氢气的质量与加入稀硫酸质量的关系D图是向久置空气中的N

22、aOH溶液中加入盐酸，生成氯化钠的质量与加入盐酸的体积关系35. （2011.市）相同质量的Mg、Fe分别与稀盐酸作用，产生H2的质量m(H2)与加入稀盐酸的体积V（稀盐酸）关系如下图所示，其中正确的是（ ）36.（2011市）有等质量的A、B两金属，相对原子质量Ar（A）Ar（B），将A放入质量分数为15%的稀硫酸中，B放入质量分数为15%的稀盐酸中，在反应中A、B均为正二价，产生氢气的质量随反应时间变化曲线如右图。下列说确的是 （ ） A产生氢气的速率AB B反应后A、B一定都有剩余 C消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等 D消耗B的质量一定小于A的质量37（2011市）把某稀硫酸分为等体积

23、的两份，放入两个烧杯中，分别加入等质量的甲、乙两种金属，反应后金属都没有剩余。产生H2的质量随时间变化的趋势如图。下列说确的是 （ ） A甲的活动性比乙强 B甲的相对原子质量一定比乙小 C反应消耗等质量的硫酸 D反应消耗等质量的金属9、等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应，下列图像能正确生产氢气质量与反应时间之间关系的是（ ）10.（2010市）将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间的关系如右图。关于甲、乙两金属判断合理的是（ ） A铁、镁 B铁、锌 C锌、铁 D锌、镁 11.（2010市）相同质量的M、N两种活泼金属，分别与足量质量分数为8%的盐酸

24、反应（M、N在生成物中均为+2价），生成H2质量来源:学.科.网和反应时间的关系如右图。下列叙述正确的是 （ ）A金属的活泼性NM B两个反应生成H2的体积相等C相对原子质量NM D两个反应消耗盐酸的质量一定相等一般情况下，活泼金属可以与稀盐酸、稀硫酸等稀酸溶液发生反应生成氢气。涉及金属与酸反应问题的图像题，侧重于考查金属的活动性、金属的相对原子质量、氢气的质量（或体积）、溶液的质量、溶质质量分数等相关量的变化关系。解答这类题的关键是，读懂图像本意，审清图像涵。准确理解并应用图像中的相关信息，正确解题。如图1，图中横坐标代表时间，纵坐标代表生成氢气的质量。当金属与稀酸溶液反应时，随着反应的进行

25、，生成氢气的质量越来越大，此时在图像上表现为一条上升的直线（如图1中OA段所示 ），且生成氢气越快，这条直线的斜率越大（即“坡度越陡”）。因此，从图像上看生成氢气的快慢只须看“坡度陡、坡度缓”，“坡度越陡”表示生成氢气越快，线段OA的斜率与金属的活动性强弱有关。金属活动性越强，线段斜率越大。“坡度越缓”表示生成氢气越慢，金属活动性越弱，线段斜率越小。当金属与稀酸溶液充分反应后，生成氢气的质量将不再变化，此后在图像上表现为一条水平直线（如图1中的AB段所示）。生成氢气越多，这条直线表现在图像上就越高。因此，从图像上看生成氢气的多少，只须看“线高、线低”，“线越高”表示生成氢气越多，“线越低”表示

26、生成氢气越少。综上所述，解决这类问题时，一般需要用到下列规律：1.在温度、金属颗粒大小和稀酸溶液溶质质量分数一定的条件下，金属的活动性越强，生成氢气就越快；生成氢气越快，说明金属的活动性就越强。2.当金属的化合价相同时，对于相同质量的金属，金属的相对原子质量越大，生成的氢气越少；生成的氢气越多，金属的相对原子质量越小。例1.锌和稀硫酸反应生成氢气，几次实验的锌的用量不等，但稀硫酸的用量相同。锌的用量（X轴），生在氢气的体积（Y轴）（在同温同压下测定）关系如图2，下列关于实验结果描述错误的是（ ）A线段AB（包括A点）表示锌过量、硫酸已耗尽B线段AB（不包括A点）表示锌过量、硫酸已耗尽C线段OA

27、（包括A点）表示锌和过量的硫酸反应D线段OA（不包括A点）表示锌和过量的硫酸反应解析：一定质量的锌与足量的稀硫酸充分反应，图2中A点表示某一时刻，反应刚好停止。线段OA（包括点A）表示金属和过量的稀硫酸反应。线段AB（不包括点A）表示金属已经反应完，而稀硫酸过量。不过，值得我们注意的是，如果是足量的锌与一定量的稀硫酸充分反应时，那么线段OA（包括点A）则表示过量的金属和稀硫酸反应。线段AB（不包括点A）表示稀硫酸已经消耗完，而锌过量。解答：B、D如图3，金属A的活动性要比金属B的活动性强。如果金属A、B与相同质量分数的酸溶液反应后生成的化合物中元素化合价相同（ 如同为+2价等）那么，生成氢气的

28、体积越多或质量越大，则该金属的相对原子质量越小。图3中金属B的相对原子质量小于金属A的相对原子质量。 足量的A、B两种金属同时分别放入两份溶质质量分数相同的少量稀盐酸中，如果反应后出现一种金属有剩余或两种金属都有剩余，而稀盐酸完全消耗了，那么它们生成氢气的体积（或质量）相等，如图4所示。练一练 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。反应情况如图5所示。有关叙述中正确的是（ ）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，铝粉有剩余例2. 某探究小组的同学对金属的性质很感兴趣，探究金属的活泼性。取等质量的A、

29、B金属，分别投入溶质质量分数相同的足量的盐酸中，生成氢气的质量（m）与时间（t）的关系如图6（已知A、B元素在生成物中的化合价相同）1.由图6分析，甲、乙、丙三位同学的对话正确的是（ ）甲：时间t1时，产生氢气的质量AB乙：到时间t2时，金属均有剩余丙：两种金属原子的相对原子质量AB2.结论：金属A、B的活泼性强弱关系是（ ）解析：金属与酸反应涉及的量有：金属的质量；金属元素在反应中显示的化合价；金属的相对原子质量；金属的活动性；产生氢气的量；产生氢气的时间；酸的量。这些量之间存在如下关系：1.当金属的化合价相同时，对于相同质量的金属，金属的相对原子质量越大，生成的氢气越少；生成的氢气越多，金

30、属的相对原子质量越小。2.在温度、金属颗粒大小和稀酸溶液溶质质量分数一定的条件下，金属的活动性越强，生成氢气就越快；生成氢气越快，说明金属的活动性就越强。可通过曲线的斜率来判断金属的活动性，斜率越大，反应的速率越快，则金属的活动性越强。解决这类问题有时要讨论两种情况：1.如果酸足量，由于A、B的相对原子质量不同，则产生氢气的量不同；2.如果酸不足，产生氢气的量相同，相对原子质量小的金属一定过量，相对原子质量较大的金属可能过量，也可能正好完全反应。本题中等质量的A、B金属，分别投入溶质质量分数相同的足量的盐酸中。由图示产生氢气的量不相等，属于第一种情况解答：1、甲、丙 2、 AB练一练 等质量的镁、锌、铁分别跟足量的稀硫酸在室温下起反应，图7中能够正确反映产生氢气质量m与反应时间t关系的图像为（ ）练一练