對金屬與酸反應(yīng)問題考查的常見題型的分析
在對金屬的化學(xué)性質(zhì)考查中,其中金屬與酸反應(yīng)是中考的熱點,但同時也是一個難點,F(xiàn)將中考化學(xué)中的這一知識點加以整理,供同學(xué)們參考。
金屬與酸發(fā)生置換反應(yīng)的條件:
(1)對金屬的要求:必須是金屬活動性順序中排在氫以前的金屬;
(2)對酸的要求:這里所指的酸并不是所有的酸,主要是指稀鹽酸和稀硫酸。
金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的規(guī)律:(1)質(zhì)量為m,相對原子質(zhì)量為M,化合價為+n(指在生成物中的化合價)的金屬與足量酸反應(yīng),產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量x=nm/M
即:H2的質(zhì)量=金屬的質(zhì)量×金屬在化合物中的化合價/該金屬的相對原子質(zhì)量
(2)等質(zhì)量的幾種金屬與足量酸反應(yīng)產(chǎn)生的H2質(zhì)量與該金屬的 化合價/相對原子質(zhì)量 的值成正比 ,該值越大,產(chǎn)生的H2質(zhì)量越多,該值越小,產(chǎn)生的H2質(zhì)量越小。
一、金屬與酸是否能發(fā)生反應(yīng)的判斷
例1、(2005、日照市)下列化合物可以有金屬和酸直接反應(yīng)制取的是( 。
A.氯化銅 B. 氯化鐵 C.硫酸鐵 D.硫酸鎂
解析:在這里要考慮兩個因素:①金屬必須是金屬活動性順序中排在氫的前面;由于Cu排在H 以后,不能和酸發(fā)生反應(yīng),所以A錯。②如果有鐵,生成物必須是亞鐵的鹽。B、C中的Fe都是三價鐵,也都不正確。正確答案為D。
二、金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的問題探討
例2、(2005、常德市)將一瓶鹽酸分成兩等份,并分別放入兩個燒杯中,再將兩個燒杯中分別加入等質(zhì)量的鎂、鋅兩種金屬,等反應(yīng)結(jié)束后,兩種金屬都有剩余。若鎂、鋅分別與鹽酸反應(yīng)生成的氫氣的質(zhì)量用a、b表示,則a、b兩者的大小關(guān)系是( )
A. a>b B. a<b C.a=b D.無法判斷
解析:此題是鹽酸相同,鎂、鋅兩種金屬質(zhì)量相等,且反應(yīng)結(jié)束后,兩種金屬都有剩余,說明等質(zhì)量的兩份鹽酸完全反應(yīng),根據(jù)鹽酸的質(zhì)量判斷氫氣的質(zhì)量。答案是C
三、關(guān)于金屬的組成判斷
例3、由兩種金屬組成的混合物共20g,與足量鹽酸完全反應(yīng),共放出1gH2,試判斷原混合物的組成不可能是()
A. Zn 和 Mg; B.Fe 和Mg ; C .Zn 和Fe ; D . Fe和Cu
解析:在每個選項中,首先假設(shè)20g全部為某一種金屬,計算出與足量HCl反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量。在兩種金屬中,如果有一種放出的H2質(zhì)量大于1g,另一種放出的H2質(zhì)量小于1g,則該組合就可能存在;若兩種放出的H2都大于1g,或都小于1g,則該組合不可能存在。答案是:CD
四、關(guān)于天平平衡問題
例4、在托盤天平的兩邊各放一只盛有足量相同質(zhì)量、相同質(zhì)量分數(shù)稀鹽酸的燒杯,調(diào)至平衡,然后向左邊燒杯中加⒌6g鐵,欲使天平再次保持平衡,應(yīng)向右邊燒杯中加入( 。
A.6 g鎂 B.⒌6 g銅 C.⒌4 g氧化鈣 D.10 g碳酸鈣
解析:左邊燒杯中加入⒌6g鐵,因為稀鹽酸是足量的,⒌6g鐵完全反應(yīng)放出H2的質(zhì)量為⒌6 g×2/56=0.2 g。實際上左邊燒杯中增加了5.6 g-0.2 g=5.4 g,而銅不與稀鹽酸反應(yīng),答案B錯誤;6 g鎂放H2的質(zhì)量為:6g×2/24=0.5g,增加6g-0.5 g=5.5 g,答案A不正確。答案D中10g碳酸鈣放出CO2的質(zhì)量是4.4 g,增加10 g-4.4 g=5.6 g,所以D 也不正確,故選答案C。5.4 g氧化鈣與稀鹽酸反應(yīng)CaO +2HCl=CaCl2 +H2O沒有氣體逸出。
五、巧用“守恒法”解決有關(guān)化學(xué)方程式的計算
利用化學(xué)反應(yīng)前后某種元素的質(zhì)量守恒或某種原子(或原子團)的數(shù)目 和質(zhì)量守恒,可以使化學(xué)計算化難為易,收到事半功倍的效果。
例5、某金屬樣品4 g,投入98 g10%的稀硫酸中恰好完全反應(yīng)(樣品中雜質(zhì)不與酸反應(yīng)),生成硫酸鹽12 g,求該樣品中金屬的質(zhì)量分數(shù)。
解析:金屬與硫酸發(fā)生的是置換反應(yīng),H2SO4中的“SO4”質(zhì)量等于硫酸鹽中的“SO4”的質(zhì)量,樣品中金屬的質(zhì)量等于硫酸鹽中“金屬元素”的質(zhì)量。
硫酸的質(zhì)量為98 g×10%=9.8 g
硫酸根的質(zhì)量為9.8 g×96/98=9.6 g
金屬元素即樣品中金屬的質(zhì)量為12 g-9.6 g=2.4 g
∴樣品中金屬的質(zhì)量分數(shù)為2.4g/4 g×100%=60%
[鞏固練習(xí)]1.40 g鎂、鋁、鋅的混合物與足量的稀硫酸完全反應(yīng),蒸發(fā)水后得到136 g固體,則反應(yīng)過程中放出氫氣的質(zhì)量為( 。
A.4g B.3g C.2g D.無法確定
2、(2006、青島市)在已調(diào)平的托盤天平兩邊各放一個等質(zhì)量的燒杯,向燒杯中各加入質(zhì)量相等、質(zhì)量分數(shù)也相等的稀硫酸,然后在左右兩盤的燒杯中分別放入等質(zhì)量的鋅粒和鐵粉。下列現(xiàn)象不可能觀察到的是()
A.天平指針最終偏向放鋅粒的燒杯一邊 B.只有鋅粒有剩余
C.天平指針開始偏向放鐵粉的燒杯一邊 D.只有鐵粉有剩余
3、由金屬鎂和另一種金屬組成的混合物6g,與足量稀鹽酸反應(yīng),反應(yīng)完全后共產(chǎn)生0.2g氫氣。則另一種金屬可能是( )
A.鋁 B.鐵 C.鋅 D.鈣
4、等質(zhì)量的稀硫酸分別與過量的Al、Zn、Fe、Mg反應(yīng),消耗的金屬按質(zhì)量由小到大的順序正確的是( )
A. Al< Mg<Fe<Zn B.Mg< Al< Fe<Zn
C.Fe< Zn<Al<Mg D.Al<Fe <Mg <Zn
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