金属与酸反应规律的综合应用
- 格式:doc
- 大小:91.50 KB
- 文档页数:6
金属与酸反应的规律大总结金属与酸反应的规律大总结一、金属与酸反应的规律1、K 、Ca 、Na 等活泼金属能与水剧烈反应生成H 2 。
2、金属活动顺序H 前的金属与非氧化性酸反应生成H 2 。
3、金属活动顺序H 后的金属与非氧化性酸不反应,但能与强氧化性酸发生反应,但不产生H 2 ,而是H 2O ,如铜与稀硫酸不反应,但能与浓硫酸、硝酸等强氧化性酸反应。
4、很不活泼金属Pt 、Au 等不溶于氧化性酸,但能溶于王水(浓硝酸和浓盐酸按体积比为1︰3的比例混合而成)。
5、常温下,Al 、Fe 遇浓硫酸和浓硝酸会发生钝化,生成一层致密的氧化物保护膜,这是金属与强氧化性酸发生氧化还原反应的结果。
6、铁与硝酸反应较为复杂,具体情况如下: 铁与稀硝酸反应,还原产物一般为NO :铁不足:Fe + 4HNO 3(稀)Fe(NO 3)3 + NO ↑ + 2H 2O铁过量:3Fe + 8HNO 3(稀)3Fe(NO 3)2 + 2NO↑ + 4H 2O铁与浓硝酸反应,还原产物一般为NO 2 : 常温下:发生钝化加热时:剧烈反应,一般生成铁盐。
二、金属与非氧化性酸反应的计算规律解答此类试题时,关键是确定金属与氢气或者酸与氢气之间的对应关系式,在根据试题所给的限定条件作出相应的解答。
金属与非氧化性酸反应时,应注重下面四个方面的规律:1、金属与酸反应均为氧化还原反应,且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。
2、1mol a价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应,可生成a/2 molH23、Na Mg Al与酸反应规律酸足量(金属完全反应)时a. 等物质的量的不同金属与足量的酸反应时,产生H2的体积比等于金属元素的化合价之比。
即产生的气体Na :Mg:Al=1:2:3可简单记忆为:金属元素的化合价数对应H原子个数,如:Na ~ H ~1/2H2 Zn ~ 2H ~ H2Al ~3H ~ 3/2H2b、相同质量的不同金属与足量酸反应时,产生H2的体积比等于金属的相对原子质量化合价之比。
金属与酸反应规律大引言金属与酸的反应是化学领域中的经典实验之一,也是初学者学习化学的入门实验。
此实验可以让学生们直观地感受到化学物质之间的化学反应,以及探究金属与酸反应的规律性。
本文将从反应原理、实验流程及实验注意事项等方面为您全面金属与酸反应的规律。
反应原理金属与酸的反应是一种化学反应,通常会生成相应金属的盐和氢气。
反应的原理基于酸的性质及金属的还原性质。
酸通常呈现出酸性的属性,即在溶液中所含的氢离子(H+)与水生成了酸离子。
当酸与金属反应时,酸中的氢离子(H+)会与金属所含的电子形成氢气,同时金属离子会与酸中的阴离子形成盐。
由于金属的还原性,它们会通过向酸中释放电子,形成金属离子,同时还原酸化物中的阳离子。
金属与酸反应的反应式通式可以用以下示例来说明:2HCl(aq) + Mg(s) → MgCl2(aq) + H2(g)上述反应式中,硫酸和镁反应生成了氢气和硫酸镁盐。
实验流程实验材料•醋酸(甲酸、盐酸、硫酸)•5种不同的金属(铁、锌、铜、铝、镁)•试管•水槽•镊子操作步骤1.取出5只试管,并将它们标记为1~5。
2.向每个试管中加入不同酸性溶液,加入2ml左右,并且每个试管中的溶液都应该相同。
3.分别将不同的金属纸条用镊子夹住,依次放入试管中,注意时间记录,反应时应及时停止计时器。
4.每次倒溢出溶液,注意将不同金属的溶液分开。
观察结果按照上述步骤,我们可以观察到以下结果:金属酸反应结果铁盐酸产生氢气和铁离子锌盐酸产生氢气和锌离子铜盐酸无任何变化铝盐酸产生氢气和铝离子镁盐酸产生氢气和镁离子从上述结果可以发现,不同的金属在不同的酸性溶液中反应也有所不同。
比如铁、锌、铝和镁在盐酸中能反应,产生对应金属离子和氢气,而铜在盐酸中不会产生任何反应。
从上述实验结果中,我们可以初步出•酸的种类影响金属与酸反应的速度和良率。
•不同金属的还原性质不同,从而导致它们与酸反应的方式不同。
实验注意事项1.试管中加入盐酸、硫酸等酸性溶液时应该冷却,以免向外喷溅。
金属与稀盐酸和稀硫酸的反应规律一、引言金属与稀盐酸和稀硫酸的反应一直是化学实验中常见的实验内容。
通过观察金属与稀盐酸和稀硫酸的反应,可以深入了解金属与酸反应的规律,为进一步学习金属与酸的化学性质奠定基础。
本文将系统介绍金属与稀盐酸和稀硫酸的反应规律,以便读者对此类反应有更深入的了解。
二、金属与稀盐酸的反应规律1. 钠与稀盐酸的反应规律钠是一种较活泼的金属,与稀盐酸反应会产生氢气和氯化钠,并伴有剧烈的放热现象。
化学方程式为:2Na + 2HCl → 2NaCl + H2↑。
2. 镁与稀盐酸的反应规律镁是一种较活泼的金属,与稀盐酸反应会产生氢气和氯化镁。
镁与盐酸的反应速度较快,但放热不如钠。
化学方程式为:Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑。
3. 铝与稀盐酸的反应规律铝是一种较活泼的金属,但铝表面的氧化膜会限制其与酸反应速度。
在稀盐酸中,铝表面的氧化膜会溶解,继而与盐酸发生反应,产生氢气和氯化铝。
化学方程式为:2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑。
4. 锌与稀盐酸的反应规律锌是一种活泼的金属,与稀盐酸会产生氢气和氯化锌。
锌与盐酸的反应速率较快,但放热不及钠。
化学方程式为:Zn + 2HCl → ZnCl2 +H2↑。
5. 铁与稀盐酸的反应规律铁是一种较活泼的金属,与稀盐酸会产生氢气和氯化铁。
铁与盐酸的反应速率较慢,但放热较大。
化学方程式为:Fe + 2HCl → FeCl2 +H2↑。
三、金属与稀硫酸的反应规律1. 钠与稀硫酸的反应规律钠与稀硫酸反应会产生硫化氢气和亚硫酸钠,并伴有放热现象。
化学方程式为:2Na + H2SO4 → Na2SO3 + H2S↑。
2. 镁与稀硫酸的反应规律镁与稀硫酸反应会产生硫化氢气、硫酸镁和水。
镁与硫酸反应速率较慢,但放热较大。
化学方程式为:Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2S↑。
3. 铝与稀硫酸的反应规律铝与稀硫酸反应会产生硫化氢气、亚硫酸铝和水。
初中化学金属与酸反应常见规律及例题金属与酸的反应:位于氢前面的金属可与非氧化性酸反应生成盐和氢气。
(3)等质量的同一金属与足量的不同酸完全反应,生成氢气的质量相等。
例:等质量的锌分别与足量的稀盐酸、稀硫酸充分反应,产生氢气的质量关系是( )。
A.相等B.与稀盐酸反应的多C.与稀硫酸反应的多D.不能确定【答案】A。
解析:反应实质是锌和氢离子反应,足量的酸提供足量的氢离子,1个锌原子置换1个H2分子,故有多少锌就置换多少氢气,因锌的质量相等,故产生的氢气的质量也相等。
(3)相同价态、等质量的不同金属与足量的同一酸完全反应,金属相对原子质量越小,生成氢气的质量越多,在“生成氢气质量-反应时间”图像中对应最终生成氢气质量的直线越高;金属活动性越强,在“生成氢气质量-反应时间”图像中直线的斜率越大(直线越陡)。
例:相同质量的M、N两种金属,分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应(M、N在生成物中均为+2价),生成H2质量和反应时间的关系如图所示。
下列有关叙述正确的是( )。
A.金属活动性:N>MB.生成H2的质量相等C.消耗盐酸的质量相等D.相对原子质量:N>M【答案】D。
解析:A.根据图像可看出,相同时间内,M产生的氢气多,金属活动性是M>N,错误;B.根据图像可看出,M生成H2的质量多,错误;C.M生成H2的质量多消耗的盐酸质量就多,错误;D.相同质量的M、N(价态相同)生成H2的质量越多相对原子质量越小,故N>M,正确。
(4)价态不同、等质量的不同金属与足量的同一酸完全反应,生成氢气的质量与金属的化合价/金属的相对原子质量成正比。
例:等质量的镁、铝、铁三种金属与足量的稀盐酸充分反应,生成氢气的质量与消耗金属的质量对应关系正确的是( )。
酸和金属反应酸和金属之间的反应是化学中一种常见且重要的反应类型。
这种反应是一种氧化还原反应,通过金属离子的形成和氢气的释放,产生新的物质。
本文将讨论酸和金属反应的机制、影响因素以及应用。
一、反应机制酸和金属之间的反应是一种氧化还原反应,发生在金属与酸中锌脱落了两个电子转化为锌阳离子、在氢离子的价层外面生成了两个电子的阳离子。
Zn → Zn2+ + 2e- (1)2H+ + 2e- → H2 (2)方程(1)和(2)显示了锌放出两个电子,氢离子接受电子生成氢气的过程。
这个反应的总方程式可以写成:Zn + 2H+ → Zn2+ + H2二、影响因素酸和金属之间的反应受到以下因素的影响:1. 酸的浓度:当酸的浓度较高时,反应速度较快。
因为酸的浓度越高,氢离子的浓度就越高,更有利于金属离子的形成和氢气的释放。
2. 金属的活性:金属的活性越高,反应速度越快。
活泼的金属,如钠、钾等,能更容易地放出电子,进行氧化反应。
3. 温度:温度升高会导致反应速率的加快。
这是因为温度升高会增加反应物的分子平均动能,使分子与分子之间的碰撞频率增加,从而增加反应速率。
4. 表面积:金属的反应速度也受金属的表面积影响。
较大的金属表面积可以提供更多的反应区域,使金属更容易与酸发生反应。
三、应用酸和金属的反应在日常生活中有着广泛的应用。
以下是几个典型的应用:1. 金属的清洁:酸可以用来清洁金属表面的污垢和氧化层。
例如,稀盐酸可以清洁铁锅的锈迹,稀硫酸可以清洁铜器表面的氧化物。
2. 电池反应:电池内部的反应过程也是酸和金属之间的反应。
正极通常是金属氧化物或过氧化物,负极是金属。
这些反应产生的电子流可以产生电能。
3. 金属加工:在金属加工中,剥离金属的氧化层是一个重要步骤。
酸可以与氧化层反应,使其溶解,从而方便后续的处理。
4. 金属腐蚀:虽然金属的腐蚀是不受欢迎的现象,但酸和金属的反应可以用于防止金属的腐蚀。
例如,对于铁制品的腐蚀,可以使用酸进行腐蚀防护。
【新九年级化学】金属与酸反应的计算规律在有关金属与酸反应的计算中,经常会牵涉到反应产生氢气质量的计算,只要我们掌握了规律,就能够简单、快速的进行计算或比较,找出正确的答案。
先进行下列推导:已知质量为a的金属M,其相对原子质量为m,化合价为n,求M与盐酸(或稀硫酸)完全反应后产生的氢气质量。
根据上式,我们可以知道,当金属与酸反应时,产生氢气的质量由此,我们可以得出以下规律:1、当相同质量的几种金属与足量的酸反应时,它们产生氢气的质量与金属的化合价成正比,与金属的相对原子质量成反比。
如果几种金属的化合价一样,则相对原子质量越小的金属,反应产生氢气质量就越多。
2、当几种金属与足量的酸反应产生的氢气质量相同时,消耗金属的质量与相对原子质量成正比,与化合价成反比。
如果几种金属的化合价一样,则相对原子质量越大的金属,反应消耗的质量就越多.例1、(烟台)相同质量的铁、锌、镁、铝分别与足量的盐酸反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示,图中曲线①②③④对应的金属是()A.铝、镁、锌、铁B.铁、锌、镁、铝C.铝、镁、铁、锌D.锌、镁、铁、铝分析:题中镁、锌、铁的化合价都是“+2”价,只有铝的化合价式“+3"价,如果将铝的化合价转换成“+2"价,则转换后铝的相对原子质量为18,根据规律1,当金属化合价相同时,相对原子质量越小的金属,反应产生氢气质量就越多,只需要将铝、镁、铁、锌的相对原子质量由小到大排列,即为图中曲线①②③④对应的金属。
答案为C。
例2、(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A>B>CB.金属活动性顺序是A>B>CC.反应速率最大的是AD.相对原子质量是C>B>A分析:从图中不难看出,反应放出H2的质量是A>B>C,故答案A正确。
神奇的化学反应学习酸与金属的反应神奇的化学反应:学习酸与金属的反应化学反应是一门奇妙而令人着迷的科学领域,它揭示了物质之间如何互相作用和变化的规律。
在化学反应中,酸与金属的反应是其中一种常见而又引人入胜的类型。
本文将带您深入了解这一神奇的化学过程,探索酸与金属反应的原理、应用和重要性。
一、酸与金属反应的原理酸与金属反应的原理可以通过电子转移和离子反应来解释。
在酸与金属反应中,酸分子中的氢离子(H+)与金属原子中的电子(e-)发生转移,形成金属离子(Mn+)和氢气(H2)的产物。
这个反应可以用化学方程式表示为:酸 + 金属→ 相应的盐 + 氢气这种反应以氢气的释放为显著特征,有时也会伴随着气体的冒泡、金属的腐蚀、颜色的变化等现象。
二、酸与金属反应的实际应用酸与金属反应不仅仅是化学实验室中的基础实验,它在现实生活中也有广泛的应用。
以下是几个常见的实际应用:1. 金属防腐蚀:通过将金属浸泡在适当的酸溶液中,可以使金属表面生成一层坚固的氧化物或盐,从而防止金属的腐蚀。
2. 金属清洁:某些金属(如铝)在酸性条件下会与氧化物发生反应,从而被去除。
这种特性使得酸成为清洁金属表面的有效工具。
3. 金属加工:在金属加工和制造过程中,酸与金属反应被用于蚀刻、蚀切和在金属表面形成特殊图案等工艺。
4. 氢气制备:酸与金属反应是制备氢气的一种重要方法。
氢气在工业上广泛用于氢化加氢以及某些化工过程的原料。
三、重要性和相关实验酸与金属反应不仅是一种基础的化学现象,还具有重要的教育和科学研究价值。
通过实验可以观察和研究不同酸与不同金属反应的速率、产物,进一步了解反应的特性和规律。
1. 反应速率:可以通过改变酸溶液的浓度、温度、金属片的形状等实验条件来研究反应速率的影响因素。
2. 反应产物:根据酸和金属的性质不同,反应的产物也会有所不同。
可以通过实验证明这一点,并进一步研究产物的性质和用途。
3. 观察现象:通过实验可以观察到酸与金属反应时产生气泡、金属的腐蚀或变色等现象。
精心整理金属与酸反应的规律大总结一、金属与酸反应的规律1、K、Ca、Na等活泼金属能与水剧烈反应生成H2。
2、金属活动顺序H前的金属与非氧化性酸反应生成H2。
3、金属活动顺序H后的金属与非氧化性酸不反应,但能与强氧化性456加热时:剧烈反应,一般生成铁盐。
二、金属与非氧化性酸反应的计算规律解答此类试题时,关键是确定金属与氢气或者酸与氢气之间的对应关系式,在根据试题所给的限定条件作出相应的解答。
金属与非氧化性酸反应时,应注重下面四个方面的规律:1、金属与酸反应均为氧化还原反应,且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。
2、1mola价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应,可生成a/2molH23、NaMgAl与酸反应规律酸足量(金属完全反应)时1,1:1:3a.相同物质的量的不同酸与足量金属反应时,产生H2的体积比等于酸的元数之比,与酸的强弱无关。
b.相同质量的不同酸与足量的金属反应时,产生H2的体积比等于酸的元数之比。
相对分子质量c.过量的金属与等物质的量酸反应时,钠产生氢气的量较多(过量的钠还可以与水反应)美铝产生氢气的量相等且取决于酸中H+的物质的量例题1.金属钠1.15g跟水反应,得到100mL溶液,试计算:32氢气,生成氢气共0.15mol,镁、铝与盐酸反应时镁和铝均过量,由盐酸计算出生成氢气均为0.05mol。
点评:钠与盐酸反应时,过量的钠继续与水反应例题3ag铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后,得到ag铜,则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为()A.1:7B.7:1C.7:8D.8:7?例题4把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后,剩于金属粉末的质量相等,则原溶液中氢离子和硫酸根离子的物质的量浓度之比是()A2:7B3:8C1:2D1:4123)剩余3借助H+仍然能与金属反应。
酸盐的NO-34.当化学反应进行时,反应物不断被消耗。
随反应的进行,反应物浓度不断改变,①有的会造成产物的不同。
常见金属与酸反应情况一:酸足量,金属消耗完了!此时各金属产生氢气质量不等!情况二:金属足量,酸消耗完了!此时各金属产生氢气质量相等!规律1、等量不等价态的金属与足量的酸反应,价态越高,产生氢气的质量越多!规律2、等量等价态的金属与足量的酸反应,金属的相对原子质量越小,产生的氢气质量越多。
规律3、足量的金属与等量的同种酸反应,产生氢气的质量都相等,反应的速度与金属活动性顺序成正比!1. 将相同质量铁、锌、镁、铝分别投入到足量的稀盐酸中,(如图),则产生气体质量由多到少的顺序是_____Al > Mg > Fe > Zn___;产生氢气的速率由快到慢的顺序是____Mg > Al > Zn > Fe_____。
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。
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。
2. 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0.205 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3. 相同质量的Mg、Zn、Fe和足量的稀硫酸反应,产生氢气的总质量(m)随时间(t)变化的关系如下图,则下图中a、b、c表示的金属分别为:a___Mg__ 、b__Fe___、c __Zn___。
4. 等质量的金属A、B与相同质量分数的稀硫酸反应,在反应中A、B均显为+2价,产生氢气的质量随时间变化的情况如右图。
则:⑴金属A、B的活动性:__A>B____⑵金属A、B的相对原子质量__A>B___。
⑶对于曲线A表示的反应,物质___稀硫酸____有剩余。
⑷请你写出符合此图像的两种金属:A:_锌____B:___铁___,并分别写出它们与稀硫酸反应的方程式:5. 在托盘天平两盘烧杯中,各放入质量浓度都相同的稀硫酸,调至天平平衡,分别向两烧杯中各放入5g镁和5g铁,金属全部反应消失后,天平指针将:( B )A、向镁一边偏B、偏向加铁一边C、仍平衡D、不能确定6. 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7. 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。
初中化学综合实验探究教案
实验目的:探究不同金属与酸发生反应的规律,了解金属活动性的高低。
实验原理:金属与酸反应是金属活动性的表现,活动性越高的金属与酸反应越剧烈。
金属与强酸反应产生氢气和相应的盐。
实验材料:
1. 不同金属片:锌、铁、铝、铜等
2. 盛有盐酸的试管
3. 镊子
4. 燃烧性气体检测器
实验步骤:
1. 将每种金属片用镊子夹取一片分别放入各个试管中。
2. 将试管中加入足量的盐酸,观察金属片与酸的反应过程。
3. 若有气体产生,可使用燃烧性气体检测器测试气体是否为氢气。
4. 记录观察到的现象及实验结果。
实验结论:
1. 高活动性的金属如锌、铝在与酸反应时会迅速产生氢气,反应较为剧烈。
2. 中等活动性的金属如铁与酸反应会产生适量的氢气,反应速度较慢。
3. 低活动性的金属如铜与酸反应产生的氢气较少,反应较不明显。
实验拓展:
1. 可以尝试使用不同浓度的盐酸进行实验,观察不同浓度对金属与酸反应的影响。
2. 可以将金属片放入硫酸或盐酸溶液中进行实验,比较两种酸对金属的作用差异。
3. 可以探究金属活动性规律,了解金属在活动性系列中的位置及其与其他金属的反应性关系。
实验注意事项:
1. 实验中应注意安全,佩戴实验室安全眼镜和手套。
2. 实验过程要轻拿轻放,避免发生意外。
3. 实验后应及时清理实验台和器材,注意处理废弃物。
金属与酸反应规律的应用
小结:1.当等质量的金属与足量的稀硫酸或稀盐酸反应时,产生氢气的多少
氢气质量=(金属在反应中的化合价/金属的相对原子质量)×金属质量
1.比值越大,产生氢气的质量越多;反之就越少
2.产生的氢气越多,金属的相对原子质量越少
2.当活泼金属与足量的酸反应制取等质量的氢气时,消耗金属
的多少
金属质量=(属的相对原子质量/金属在反应中的化合价)×氢气质量
比值越大,消耗金属的质量就越多;反之就越少
练习:
1.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()
A. Al、Na、Mg、Fe、Zn
B. Al、Mg、Na、Fe、Zn
C. Na、Mg、Al、Fe、Zn
D. Zn、Fe、Al、Mg、Na
2.分别用Al、Fe与足量的稀硫酸反应,制得相同质量的氢气,则消耗Al、Fe的质量比为()
A. 9:28
B. 27:56
C. 9:56
D. 27:112
解析:假设Al、Fe与足量的稀硫酸反应都产生1g氢气,则所需金属的质量就是
“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”的数值。
求出:Al:27/3=9,Fe:56/2=28,所以消耗Al、Fe的质量比是9:28。
3.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()
A. Cu和Mg
B. Zn和Al
C. Mg和Al
D. Zn和Cu
解析:假设5.6g为纯铁,利用“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”可知其恰好产生0.2g氢气。
说明铁样品的两种杂质中,一种比等质量的铁产生的氢气多,另一种比等质量的铁产生的氢气少或根本不产生氢气。
这样就转化为比较铁与等质量的其他金属和足量的酸反应放出氢气质量多少的问题。
再利用“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”可很快选出答案为C、D。
4.等质量的三种金属a、b、c和相同浓度的足量的稀硫酸反应,都生
成+2价金属的硫酸盐,其反应情况如图
(1)三种金属的活动性有强到弱的顺序为a>c>b
(2)如果a、b、c三种金属在反应中都生成+2价的离子,则三种金属的相对原子质量大小由大到小为c>b>a
5.等质量的两种金属M和N分别与足量的稀硫酸反应,都生成+2价金属的硫酸盐和氢气。
生成的氢气质量m(纵坐标)与反应时间t (横坐标)的关系如图1,下列结论正确的是()
m/H2
M
N
O
图1
A. 相对原子质量:M大于N
B.相对原子质量:N大于M
C.金属M比N活泼
D. 金属N比M活泼
解析:从图中可以看出M产生的氢气质量比N多,而且反应速率快,完全反应所需时间少。
利用“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”(化合价都是+2价)可知M的相对原子质量比N的小。
再利用“金属活动性顺序”的知识便可选出正确答案B、C。
6.两金属粉末的混合物30克与足量稀盐酸反应生成氢气1克,则此
混合物的可能组成为()
A.Mg—Al
B. Fe—Zn
C.Mg—Fe
D. Al—Fe
7.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()
【分析评价】D既体现了产生氢气的质量Al>Mg>Fe>Zn,又体现了产生氢气的速率 Mg>Al>Zn>Fe
8.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间的变化曲线是( A )
探索规律 提高能力
––––金属与酸反应规律的应用
近年中考化学命题逐渐由知识立意转向能力立意,注重了对学生能力的考查。
有些能力要求较高的计算题,同学们常感到棘手,究其原因主要是没有注意能力的培养。
只要我们在平时的学习中认真研究解题技巧、分析和总结解题的思路,找出它们内在的联系––––即探索总结出规律,就可以提高自己的解题能力。
下面将一些典型试题例析如下:
一. 规律的引出
例1. 把等质量的下列金属分别与足量的稀硫酸反应,产生氢气最多的是( )
A. 铁
B. 铝
C. 镁
D. 锌
解析:由于酸足量,金属都完全反应,故可设出金属的质量,然后根据化学方程式分别求出产生氢气的质量,这样易于学生的理解,但既费时又费力。
设金属R 的质量为m ,相对分子质量为Ar ,其在反应中的化合价为n ,产生氢气的质量为ω。
我们可以把金属与酸发生置换反应用化学方程式计算的形式概括出来:
(1)当金属元素R 的化合价为奇数时,有:
224242R nH SO R SO nH n +=+↑()
2Ar
2n m ω
解之得:ω=⨯m n Ar /
(2)当金属元素R 的化合价为偶数时,有:
R n H SO R SO n H n +=+↑/()//2224422
Ar
n m ω
解之得:ω=⨯m n Ar /
可见,产生氢气的质量除与金属的质量有关外,还与金属元素在反应中显示的化合价及其相对原子质量有关。
于是我们可以总结出像上例所述当等质量的金属与足量的稀硫酸或稀盐酸反应时,产生氢气的多少可直接用“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”这一比值来进行判断。
显然,此比值越大,产生氢气的质量就越少,反之就越多。
由此得出规律:等质量的活泼金属分别与足量的酸发生置换反应时,金属的相对原子质量与其反应中的化合价比值越大,产生的氢气质量越少;反之就越多。
通过计算又知:“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”这一比值恰好也是产生1g氢气所需的该种金属的质量。
因此我们又可以得出如下规律:当活泼金属与足量的酸反应制取等质量的氢气时,金属的相对原子质量与其反应中的化合价比值越大,消耗金属的质量就越多;反之就越少。
以上规律都是用“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”分析得出的,所以我们可以把它作为一种技巧,用来速解一些中考和竞赛题。
二. 技巧的运用
例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()
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“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”来判断,比值越大,产生
/ ,Al:27/3=9,Fe:氢气的质量越少;反之就越多。
求出:Na:23/1=23,Mg:24212
56/2=28,Zn:65/2=32.5
所以选B。
例3. 分别用Al、Fe与足量的稀硫酸反应,制得相同质量的氢气,则消耗Al、Fe的质量比为()
A. 9:28
B. 27:56
C. 9:56
D. 27:112
解析:假设Al、Fe与足量的稀硫酸反应都产生1g氢气,则所需金属的质量就是“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”的数值。
求出:Al:27/3=9,Fe:56/2=28,所以消耗Al、Fe的质量比是9:28。
选A
例4. 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()
A. Cu和Mg
B. Zn和Al
C. Mg和Al
D. Zn和Cu
解析:假设5.6g为纯铁,利用“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”可知其恰好产生0.2g氢气。
说明铁样品的两种杂质中,一种比等质量的铁产生的氢气多,另一种比等质量的铁产生的氢气少或根本不产生氢气。
这样就转化为比较铁与等质量的其他金属和足量的酸反应放出氢气质量多少的问题。
再利用“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”可很快选出答案为C、D。
例5. 在托盘天平的左右两托盘中各放一只烧杯,调节至平衡,向烧杯分别注入等质量、等质量分数的稀硫酸,然后向两只烧杯中分别加入相同质量的镁和铜铝合金,两烧杯中物质完全反应后,天平仍保持平衡,合金中铝与铜的质量比是()
A. 3:1
B. 2:1
C. 3:4
D. 2:3
解析:由于两只烧杯中分别加入等质量的镁和铜铝合金,所以要使天平仍保持平衡,两烧杯中发生反应放出的氢气质量必须相等。
若用常规解法计算将会非常繁琐,我们假设两烧杯各产生1g氢气,那么所需镁、铝的质量分别为:Mg:24/2=12,Al:27/3=9。
因两烧杯中所加镁与铜铝合金的质量相等,所以产生1g氢气时铜铝合金中铜的质量为12g-9g=3g。
故合金中铝和铜的质量比为9:3=3:1,选A。
例6. 等质量的两种金属M和N分别与足量的稀硫酸反应,都生成+2价金属的硫酸盐和氢气。
生成的氢气质量m(纵坐标)与反应时间t(横坐标)的关系如图1,下列结论正确的是()
m/H2
M
N
O
图1
A. 相对原子质量:M大于N
B. 相对原子质量:N大于M
C. 金属M比N活泼
D. 金属N比M活泼
解析:从图中可以看出M产生的氢气质量比N多,而且反应速率快,完全反应所需时间少。
利用“金属的相对原子质量/金属在反应中的化合价”(化合价都是+2价)可知M的相对原子质量比N的小。
再利用“金属活动性顺序”的知识便可选出正确答案B、C。