Question

质量均为m g的薄锌片和薄铁片分别放入100g溶质质量分数均为9.8%的两份稀硫酸中，反应时间和氢气质量关系如图所示．请回答有关问题：

（1）图1中若要使b线向a线靠拢，可以采取的措施是

 

（填写一种方法）．
（2）图1的情况可能是

 

，图2的情况可能

 

A．铁和锌均过量，酸不足B．铁正好完全反应，锌过量
C．锌和铁都没有剩余，酸过量D．锌和铁都有剩余，且剩余固体质量相等
（3）满足图1情况的m的取值范围是

 

，满足图2的m取值范围是

 

．

Answer 1

分析：利用反应时间和氢气质量关系图，根据锌的活动性比铁强且等质量的铁完全反应放出氢气质量比锌大，对充分反应放出氢气质量与所消耗两种金属的质量关系进行分析与讨论，判断满足图示反应的情况．

解答：解：（1）图1中曲线b放出同样氢气消耗时间较多，可判断表示活动性比锌弱的铁片与稀硫酸的反应，若要使b线向a线靠拢，即设法使铁片与稀硫酸反应速度加快，可采取用铁粉代替铁片或对反应进行加热的方法；
（2）A．铁和锌均过量，酸不足，此时质量两种金属充分反应后所放出氢气的质量相等，与图1所示情形相符；
B．铁正好完全反应，锌过量，相同质量的稀硫酸消耗锌的质量大于铁，因此不可能出现此种情况；
C．锌和铁都没有剩余，酸过量，由于铁的相对原子质量小于锌，等质量的铁完全反应放出氢气质量大于锌，与图2所示情形相符；
D．锌和铁都有剩余，且剩余固体质量相等，即消耗两种金属的质量相等，此种情况亦不可能出现；
（3）根据100g溶质质量分数均为9.8%的稀硫酸完全消耗金属锌的质量m，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98
m  100g×9.8%

65

m

=

98

100g×9.8%

  m=6.5g，所以满足图1情况即酸完全反应时的m的取值范围为m≥6.5g，满足图2即金属完全反应时的m取值范围是m＜6.5g．
故答案为：
（1）使用铁粉（或加热）；
（2）A；C；
（3）m≥6.5g；m＜6.5g．

点评：根据金属活动性强弱关系，锌与酸反应比铁与酸反应剧烈，但由于锌的相对原子质量比铁大，等质量的铁完全反应产生氢气质量比锌大．