金屬與酸反應(yīng)圖象題突破

耿昌福

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

[找真題 就這么考！]

例（2021·山東·濟寧）一定質(zhì)量M、N兩種金屬，分別與相同質(zhì)量、相同質(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. 兩種金屬的活動性：M>N

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！]

本題考查金屬與稀硫酸（稀鹽酸）反應(yīng)的有關(guān)知識，綜合性較強，不僅需要根據(jù)圖象和題意分析出直接信息，還需要通過計算比較出用量的大小。

分析圖象可知，在相同的反應(yīng)時間內(nèi)，M生成的氫氣比N多，則兩種金屬的活動性：M>N，A正確。圖象中，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，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)量相同，而氫氣中氫元素全部來自于硫酸，所以參加反應(yīng)的稀硫酸的質(zhì)量也是相等的，C正確。本題中M、N屬于未確定的金屬，兩種金屬的相對原子質(zhì)量大小不能確定，充分反應(yīng)后，得到溶液的質(zhì)量也無法比較，D錯誤。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)表示時間、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時，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性順序，即：斜率大，反應(yīng)速率快，金屬的活動性強，在開始時，相同反應(yīng)時間內(nèi)產(chǎn)生的氫氣多;

（2）當(dāng)圖象變?yōu)樗街本€，表示反應(yīng)結(jié)束生成氫氣的質(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為：Mg>Al>Zn>Fe;產(chǎn)生氫氣的總質(zhì)量由多到少的順序為：Al>Mg>Fe>Zn。

[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”：起點、轉(zhuǎn)折點、終點。

【變形1】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，圖象如圖3。

【變形2】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，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)的過程中，氫元素全部來自硫酸（鹽酸），故當(dāng)參加反應(yīng)的硫酸（鹽酸）的質(zhì)量相等時，生成的氫氣的質(zhì)量也相等;當(dāng)參加反應(yīng)的硫酸（鹽酸）的質(zhì)量不同時，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)相同質(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：Al>Mg>Fe>Zn。

【變形3】等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸（稀鹽酸）中加入足量的Mg、Al、Zn、Fe，當(dāng)橫坐標(biāo)表示時間、縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量時，圖象如圖5。

【變形4】等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸（稀鹽酸）中加入足量的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，圖象如圖6。

分析：金屬活動性的順序為：Mg>Al>Zn>Fe，反應(yīng)時間的順序為：Mg < Al < Zn < Fe。當(dāng)?shù)荣|(zhì)量、等濃度的硫酸（鹽酸）全部反應(yīng)完時，生成的氫氣質(zhì)量相等。

【跟蹤練習(xí)】相同質(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），生成氫氣的質(zhì)量和反應(yīng)時間的關(guān)系如圖7。下列敘述正確的是（ ）。

A. 金屬的活動性：N>M

B. 兩個反應(yīng)生成氫氣的體積：N = M

C. 兩個反應(yīng)消耗稀鹽酸的質(zhì)量：N < M

D. 兩個反應(yīng)消耗稀鹽酸的質(zhì)量：N = M

答案：C