Question

質量均為mg的鋅粒和鐵粒（顆粒大小、形狀均相同），分別和100g溶質質量分數(shù)均為9.8%的兩份稀硫酸反應，反應情況如圖所不．請回答有關問題：

（1）兩圖中的a均代表

 

（填“鋅’或“鐵”）與硫酸的反應，若要使b斜線向a斜線靠攏，可以采取的措施是

 

 （填寫一種方法）；
（2）圖1的情況可能是

 

 （填序號）．
A．鋅正好完全反應，鐵過量    B．鐵正好完全反應，鋅過量
C．鋅和鐵都沒有剩余，酸過量  D．鐵和鋅均過量，酸不足
E．鋅和鐵都有剩余，且剩余固體質量相等
（3）滿足圖2情況的m取值范圍是

 

．

Answer 1

考點：金屬的化學性質

專題：金屬與金屬材料

分析：根據(jù)金屬活動性強弱關系鋅＞鐵＞氫，鋅、鐵都能與酸反應而產(chǎn)生氫氣，但鋅的活動性比鐵強，與酸反應更劇烈放出氫氣速率更大，由于鋅的相對原子質量比鐵大，相等質量的鋅完全反應放出氫氣質量小于等質量的鐵．

解答：解：（1）由圖1可知，相同反應時間內(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比鐵更劇烈；若要使b線向a線靠攏，即加快鐵的反應速率，可采取增大鐵與稀硫酸的接觸面積或反應時的溫度等可行性措施，將鐵片換成鐵粉或適當加熱；
（2）A、鋅正好完全反應，鐵過量，等質量的鋅消耗硫酸的質量小于鐵，因此鋅正好完全反應時鐵過量；該情況可能出現(xiàn)；
B、鐵正好完全反應，鋅過量，等質量的鋅消耗硫酸的質量小于鐵，因此鐵正好完全反應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，此時鋅與硫酸反應放出氫氣質量小于鐵反應放出氫氣的質量，與圖2相符；
D、鐵和鋅均過量，酸不足，此時充分反應后等質量的鋅、鐵反應放出氫氣質量相等，與圖1相符；
E、鋅和鐵都有剩余，且剩余固體質量相等，即消耗相同質量的鋅與鐵，該情況不可能出現(xiàn)；
（3）設與稀硫酸恰好完全鋅的質量為m，則
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98
m  100g×9.8%

65

m

=

98

100g×9.8%

x=6.5g，
圖2表示兩種金屬完全反應時，鐵放出氫氣的質量大于鋅，在等質量金屬完全反應即稀硫酸足量或過量時會出現(xiàn)這種情況，根據(jù)100g溶質質量分數(shù)均為9.8%的稀硫酸只能與6.5g鋅反應，因此，此時金屬質量m的取值應小于6.5g；
故答案為：
（1）鋅；將鐵片換成鐵粉（或適當加熱）；（2）AD；（3）m＜6.5．

點評：金屬鋅的活動性比鐵強，與酸反應時比鐵劇烈，反應放出氫氣的速率大于鐵；但等質量的鋅完全反應放出氫氣的質量小于等質量鐵完全反應放出氫氣的質量．