Question

質(zhì)量均為m g的薄鋅片和薄鐵片分別和100g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為9.8%的兩份稀硫酸反應(yīng)，反應(yīng)情況如圖所示．請回答有關(guān)問題：

（1）圖1中的a代表______（填“鋅”或“鐵”）與硫酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率快的原因是
______．若要使b線向a線靠攏，可以采取的措施是______（填寫一種方法）．
（2）圖1的情況可能是______，圖2的情況可能______
A．鐵和鋅均過量，酸不足B．鐵正好完全反應(yīng)，鋅過量
C．鋅和鐵都沒有剩余，酸過量D．鋅和鐵都有剩余，且剩余固體質(zhì)量相等
（3）滿足圖1情況的m的取值范圍是______，滿足圖2的m取值范圍是______．

Answer 1

解：
（1）由圖1可知，相同反應(yīng)時間內(nèi)，a產(chǎn)生氫氣的體積大于b，可判斷a代表金屬活動性強的鋅，因其金屬活動性比鐵強與稀硫酸反應(yīng)比鐵更劇烈；若要使b線向a線靠攏，即加快鐵的反應(yīng)速率，可采取增大鐵與稀硫酸的接觸面積或反應(yīng)時的溫度等可行性措施，將鐵片換成鐵粉或適當(dāng)加熱；
（2）A、鐵和鋅均過量，酸不足，此時充分反應(yīng)后等質(zhì)量的鋅、鐵反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量相等，與圖1相符；
B、鐵正好完全反應(yīng)，鋅過量，等質(zhì)量的鋅消耗硫酸的質(zhì)量小于鐵，因此鐵正好完全反應(yīng)時鋅量不足而不會出現(xiàn)剩余；該情況不可能出現(xiàn)；
C、鋅和鐵都沒有剩余，酸過量，此時鋅與硫酸反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量小于鐵反應(yīng)放出氫氣的質(zhì)量，與圖2相符；
D、鋅和鐵都有剩余，且剩余固體質(zhì)量相等，即消耗相同質(zhì)量的鋅與鐵，該情況不可能出現(xiàn)；
（3）圖1表示，反應(yīng)完成后鋅與鐵所放出氫氣質(zhì)量相等，由于等質(zhì)量的鋅完全反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量小于等質(zhì)量的鐵，因此只有在稀硫酸完全反應(yīng)時才能出現(xiàn)圖1的結(jié)果，即金屬鋅恰好完全反應(yīng)或過量而鐵過量，設(shè)與稀硫酸恰好完全鋅的質(zhì)量為m，則
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65 98
m 100g×9.8%
= x=6.5g，即m的取值大于或等于6.5g；
圖2表示兩種金屬完全反應(yīng)時，鐵放出氫氣的質(zhì)量大于鋅，在等質(zhì)量金屬完全反應(yīng)即稀硫酸足量或過量時會出現(xiàn)這種情況，根據(jù)100g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為9.8%的稀硫酸只能與6.5g鋅反應(yīng)，因此，此時金屬質(zhì)量m的取值應(yīng)小于6.5g；
故答案為：
（1）鋅；鋅的金屬活動性（活潑性）比鐵強；將鐵片換成鐵粉（或適當(dāng)加熱）（如寫成鐵片攪拌或增大鹽酸濃度，不能得分）；
（2）A；C；
（3）m≥6.5；m＜6.5．
分析：根據(jù)金屬活動性強弱關(guān)系鋅＞鐵＞氫，鋅、鐵都能與酸反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣，但鋅的活動性比鐵強，與酸反應(yīng)更劇烈放出氫氣速率更大，由于鋅的相對原子質(zhì)量比鐵大，相等質(zhì)量的鋅完全反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量小于等質(zhì)量的鐵．
點評：金屬鋅的活動性比鐵強，與酸反應(yīng)時比鐵劇烈，反應(yīng)放出氫氣的速率大于鐵；但等質(zhì)量的鋅完全反應(yīng)放出氫氣的質(zhì)量小于等質(zhì)量鐵完全反應(yīng)放出氫氣的質(zhì)量．