對金屬與酸反應問題考查的常見題型的分析

在對金屬的化學性質考查中,其中金屬與酸反應是中考的熱點,但同時也是一個難點,F(xiàn)將中考化學中的這一知識點加以整理,供同學們參考。

金屬與酸發(fā)生置換反應的條件:

(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。

 

金屬與酸反應產(chǎn)生H2的規(guī)律:(1)質量為m,相對原子質量為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,產(chǎn)生的氫氣的質量x=nm/M

 

 即:H2的質量=金屬的質量×金屬在化合物中的化合價/該金屬的相對原子質量

 

 (2)等質量的幾種金屬與足量酸反應產(chǎn)生的H2質量與該金屬的 化合價/相對原子質量 的值成正比 ,該值越大,產(chǎn)生的H2質量越多,該值越小,產(chǎn)生的H2質量越小。

 

一、金屬與酸是否能發(fā)生反應的判斷

 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,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。

 

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二、金屬與酸反應產(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量的鎂、鋅兩種金屬,等反應結束后,兩種金屬都有剩余。若鎂、鋅分別與鹽酸反應生成的氫氣的質量用a、b表示,則a、b兩者的大小關系是( )

 

A. a>b   B. a<b  C.a=b  D.無法判斷

 解析:此題是鹽酸相同,鎂、鋅兩種金屬質量相等,且反應結束后,兩種金屬都有剩余,說明等質量的兩份鹽酸完全反應,根據(jù)鹽酸的質量判斷氫氣的質量。答案是C

三、關于金屬的組成判斷

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例3、由兩種金屬組成的混合物共20g,與足量鹽酸完全反應,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20g全部為某一種金屬,計算出與足量HCl反應產(chǎn)生的氫氣質量。在兩種金屬中,如果有一種放出的H2質量大于1g,另一種放出的H2質量小于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

 

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 四、關于天平平衡問題

例4、在托盤天平的兩邊各放一只盛有足量相同質量、相同質量分數(shù)稀鹽酸的燒杯,調至平衡,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

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解析:左邊燒杯中加入⒌6g鐵,因為稀鹽酸是足量的,⒌6g鐵完全反應放出H2的質量為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,答案B錯誤;6 g鎂放H2的質量為: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CaO +2HCl=CaCl2 +H2O沒有氣體逸出。

五、巧用“守恒法”解決有關化學方程式的計算

 利用化學反應前后某種元素的質量守恒或某種原子(或原子團)的數(shù)目 和質量守恒,可以使化學計算化難為易,收到事半功倍的效果。

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 例5、某金屬樣品4 g,投入98 g10%的稀硫酸中恰好完全反應(樣品中雜質不與酸反應),生成硫酸鹽12 g,求該樣品中金屬的質量分數(shù)。

解析:金屬與硫酸發(fā)生的是置換反應,H2SO4中的“SO4”質量等于硫酸鹽中的“SO4”的質量,樣品中金屬的質量等于硫酸鹽中“金屬元素”的質量。

 

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硫酸的質量為98 g×10%=9.8 g

 

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 硫酸根的質量為9.8 g×96/98=9.6 g

 

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 金屬元素即樣品中金屬的質量為12 g-9.6 g=2.4 g

 

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 ∴樣品中金屬的質量分數(shù)為2.4g/4 g×100%=60%

 

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  [鞏固練習]1.40 g鎂、鋁、鋅的混合物與足量的稀硫酸完全反應,蒸發(fā)水后得到136 g固體,則反應過程中放出氫氣的質量為( 。

 

 A.4g   B.3g   C.2g   D.無法確定

 

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2、(2006、青島市)在已調平的托盤天平兩邊各放一個等質量的燒杯,向燒杯中各加入質量相等、質量分數(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

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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,反應完全后共產(chǎn)生0.2g氫氣。則另一種金屬可能是( )

A.鋁   B.鐵  C.鋅  D.鈣

 

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4、等質量的稀硫酸分別與過量的Al、Zn、Fe、Mg反應,消耗的金屬按質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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