初中化學中有關金屬與酸溶液反應速率及産生氫氣多少的問題,許多學生感到很棘手。現就這一問題談談自己在教學中的積累,以供參考。事實上解決這類問題隻要抓住關鍵點,理清思路,解答起來并不是太難。現就此類問題解答的思路和基本方法總結如下。就初中所學知識而言這類問題無外乎有兩種情況。
金屬與酸溶液反應時産生氣體質量多少的問題
1⑴當所給幾種金屬質量相等、酸溶液過量時。
例:等質量的鎂、鋅、鐵分别與過量的稀硫酸反應,産生氫氣的質量由少到多的順序是( )
A、Mg<Fe<Zn B、Zn<Fe<Mg C、Fe<Mg<Zn D、Zn<Mg<Fe
【分析】因酸溶液過量,則所給金屬均全部反應,無剩餘。因而計算時應以金屬為已知量進行,依據化學方程式便可算出結果。比較它們就能選出正确答案。但此法太麻煩,不妨可用下面的方法解答。步驟為:①、分别用鎂、鋅、鐵的相對原子質量除以它們在與稀硫酸反應時的化合價,即分别為:24/2=12,65/2=32.5,56/2=28。②、比較所得值的大小,32.5>28>12,則這三種金屬與酸溶液反應時産生氫氣質量由多到少依次為鎂、鐵、鋅。即值越大産生氫氣質量越少,反之越多。大家可嘗試以下題目。
練習:用相同質量的鎂、鋁、鐵分别與足量的稀鹽酸反應,産生氫氣質量由多到少的順序正确的是( )
A、Mg>Al>Fe B、Fe>Mg>Al C、Al>Mg>Fe D、Al>Fe>Mg
⑵當幾種質量相等的金屬與等質量的同種酸溶液反應,金屬過量(金屬均未反應完全)時
例:等質量的鎂、鋁、鋅分别和等質量的同一種稀硫酸反應,當三種金屬都有剩餘時,産生氫氣的質量由多到少的順序是( )
A、Mg>Al>Zn B、相等 C、Al>Mg>Zn D、Zn>Mg>Al
【分析】因金屬過量,則所給酸溶液完全反應,計算時應以酸溶液為已知量,依據化學方程式找出關系即可算出結果。而從方程式中不難發現三個反應中酸的相對分子質量與所生成的氫氣的相對分子質量之比是相等的,所以所得氫氣質量是相等的。
金屬與酸溶液反應時的速率問題
2⑴解答這類問題,隻要我們熟記金屬活動性順序,知道在該順序中前面的金屬比排在它後面的金屬活潑,即前面的金屬比排在它後面的金屬與酸溶液反應快。
⑵這類問題的題目往往涉及圖像,這就要求我們正确識圖,把化學問題與數學識圖緊緊結合起來。識别方法是,速率快的反映在圖像上,圖線與X軸(時間)夾角大,反之則小。
例:用相同質量的鐵和鎂分别與足量的稀硫酸反應,能正确表示反應情況的圖象(其中m表示生成氫氣的質量,t表示反應時間)是下圖中的,其中A表示跟稀硫酸反應的情況。
【分析】①、從産生氫氣質量的多少考慮,該題中所給金屬相等且完全反應,應屬前面講到的情況1①,大家不難比較得出鎂比鐵反應産生氣體多,則從圖像上看應為值大者。②、從反應速率考慮,鎂比鐵活潑,反映快,反映在圖象上應為夾角大者。綜上所述,能正确反映反應情況的圖象應為乙圖,其中A表示鎂。
練習:在室溫下,等質量的鎂片和鋁片分别與足量的稀硫酸反應,生成氫氣的質量(m)與時間(t)的關系如下,其中正确的是( )
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