Question

3．金属的使用范围特别广．现探究金属与酸溶液反应快慢与哪些因素有关．陈璐、魏松明、韩俊洋、徐庚辰4位同学分别做了下列实验：
（1）实验：
【陈璐实验】用铝片与铝粉分别和稀盐酸反应，发现铝粉反应快，方程式2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑．
【魏松明实验】用镁粉与铝粉分别与稀盐酸反应，发现镁粉反应快．
韩俊洋实验】用镁条分别与10%稀盐酸、15%稀盐酸反应，发现15%稀盐酸反应快．
【徐庚辰实验】用镁条分别与10%稀盐酸、10%稀硫酸反应，发现稀盐酸反应快．
【实验结论】金属与酸溶液反应快慢与 金属的活动性强弱、金属颗粒的大小、酸的浓度等有关．
（2）等质量的A、B两种活泼金属（化合价均为+2价）与足量稀盐酸反应时产生H₂的质量与反应时间的关系如图．
①A、B两种金属的活动性大小是A＞B；
②A、B两种金属的相对原子质量大小是A＞B；
③在三组Mg和Fe；Zn和Fe；Zn和Cu中，A、B可能是Zn和Fe．
（3）取32.1g 敞口置露空气中铝片放入足量稀硫酸中，起初没有气泡，过会产生大量气泡，共收集
到H₂ 3g，假设H₂被全收集到，则其中含铝27g，该铝片中铝元素质量为29.7g．
【反思与评价】等质量的 铝粉 与 铝片 分别与足量的稀硫酸、稀盐酸反应，产生H₂ 的质量关系是相等（选择填空：相等 或 大于 或 小于 ），理由是金属的质量相同，且酸足量的情况下生成的氢气质量相同．

Answer 1

分析 （1）【陈璐实验】根据铝粉比铝片与盐酸接触的充分进行解答；
【魏松明实验】根据镁的金属活动性大于铝进行解答；
【韩俊洋实验】根据反应物的浓度越大，化学反应速率越快进行解答；
【实验结论】根据实验现象进行解答；
（2）①根据活动性强的金属与酸反应放出氢气的速率快进行解答；
②根据金属的相对原子质量与生成的氢气质量成反比进行解答；
③根据图示可知A的金属活动性大于B，且A的相对原子质量大于B进行解答；
（3）根据铝易被氧气氧化生成氧化铝以及氢气的质量求出铝的质量进行解答；
【反思与评价】根据金属的质量相同，且酸足量的情况下生成的氢气质量相同进行解答．

解答 解：（1）【陈璐实验】铝粉比铝片与盐酸接触的充分，所以用铝片与铝粉分别和稀盐酸反应，发现铝粉反应快，方程式2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑；故填：铝粉；2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑；
【魏松明实验】镁的金属活动性大于铝，所以用镁粉与铝粉分别与稀盐酸反应，发现镁粉反应快；故填：镁粉；
【韩俊洋实验】反应物的浓度越大，化学反应速率越快，所以用镁条分别与10%稀盐酸、15%稀盐酸反应，发现15%稀盐酸反应快；故填：15%稀盐酸；
【实验结论】根据实验现象可知，金属与酸溶液反应快慢与金属的活动性强弱、金属颗粒的大小、酸的浓度等有关；故填：活动性强弱；大小；浓度；
（2）①活动性强的金属与酸反应放出氢气的速率快，由图可知，A金属反应完需要的时间少，所以A、B两种金属的活动性大小是：A＞B；故填：A＞B；
②金属的相对原子质量与生成的氢气质量成反比，A生成的氢气少，所以A金属的相对原子质量大；故填：A＞B；
③根据图示可知A的金属活动性大于B，且A的相对原子质量大于B，所以A、B可能是Zn和Fe；故填：Zn和Fe；
（3）设铝的质量为x
2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
54                     6
x                      3g
$\frac{54}{x}=\frac{6}{3g}$
x=27g
该铝片中铝元素质量=（32.1g-27g）×$\frac{54}{102}×100%$+27g=29.7g；故填：27；29.7；
【反思与评价】根据金属的质量相同，且酸足量的情况下生成的氢气质量相同，所以等质量的 铝粉 与 铝片 分别与足量的稀硫酸、稀盐酸反应，产生H₂ 的质量关系是相等．故填：相等；金属的质量相同，且酸足量的情况下生成的氢气质量相同．

点评 掌握金属的活动性强弱顺序以及应用是解题的关键，难度较大．