题目内容

15.将等质量的锌粉和铁粉,分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸中,生成氢气质量(m)随反应时间(t)的变化曲线如图所示,请回答下列问题.
(1)写出铁与稀硫酸反应的化学方程式Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;该反应的基本类型为置换反应;
(2)证明锌的活动性比铁强的实验现象:相同条件下,锌与稀硫酸反应比铁的剧烈.
(3)对于该图象的理解,下列说法正确的是①③(填序号)
①A表示锌和稀硫酸的反应曲线
②反应结束后两种金属一定都有剩余
③反应结束后稀硫酸都没有剩余
④反应结束后消耗两种金属的质量相等.

分析 (1)根据铁与硫酸反应原理书写方程式,并依据反应特点判断反应类型;
(2)金属的活动性越强,与酸反应时越剧烈;
(3)由已知:“等质量的锌粉和铁粉,分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”:
①锌的活动性比铁的活动性强,等质量的金属,锌反应的时间短;
②由图示可知:生成的氢气的质量相等,所以硫酸均反应完;由方程式分析,二者反应结束后,可能金属都有剩余,也可能锌恰好反应完,铁有剩余;
③由图示可知:生成的氢气的质量相等,所以硫酸均反应完;
④由方程式分析可知:“如果”相等质量的铁和锌与硫酸反应,铁生成氢气多.

解答 解:(1)铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,方程式是:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;该反应由一种单质和化合物反应生成另一种单质和化合物,符合置换反应的特点,属于置换反应;
故答案为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;置换;
(2)金属越活泼,与酸反应速率越快,因此能够证明锌的活动性比铁强的实验现象是 锌与稀盐酸反应速率比铁与稀盐酸反应速率快;
(3)由已知:“等质量的锌粉和铁粉,分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”进行分析:
①锌的活动性比铁的活动性强,所以等质量的金属,锌反应的时间短,正确;
②由图示可知:生成的氢气的质量相等,所以硫酸均反应完;由化学方程式分析:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑可知:如果锌恰好反应,则铁有剩余;故错误;
③置换反应是金属置换酸中的氢元素,所以若生成的氢气的质量相等,硫酸均反应完;故正确;
④根据化学方程式Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,可知每56g铁生成2g氢气,根据化学方程式Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,可知每65g锌反应生成2g氢气;所以若是相等质量的铁和锌与硫酸反应,铁生成氢气多,而不会相等,故错误;
故选:①③.

点评 本题结合图象对金属与酸的反应进行了细致的考查,能很好的考查学生对知识的掌握和应用能力,要结合相关知识认真分析.

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