题目内容
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）写出锌与稀硫酸反应的化学方程式
（2）对于该图象的理解，下列说法正确的是
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
⑤反应结束后所得溶液质量相等．
（3）某化学小组用一定量AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液进行了如图实验，并对溶液A和固体B的成分进行了分析和实验探究．
【提出问题】溶液A中的溶质可能有哪些？
【作出猜想】①只有Zn（NO3）2 ②Zn （NO3）2、AgNO3 ③Zn （NO3）2、Cu（NO3）2
④Zn （NO3）2、AgNO3、Cu（NO3）2
【交流讨论】不合理的猜想是
【实验探究】若猜想①成立，通过以下实验可确定固体B的成分，请将下表填写完整．
| 实验步骤 | 现象 | 有关反应的化学方程式 |
| 取少量固体B，滴加 | 有气泡产生 |
考点：金属的化学性质,反应类型的判定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式
专题：金属与金属材料
分析：（1）根据锌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）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．
⑤因为“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”，所以反应物的总质量相等；依据质量守恒定律，反应后溶液的质量=反应前的总质量-气体的质量-不溶物的质量，图示中生成氢气的质量相等，但剩余的不溶物的质量不同，所以反应结束后所得溶液质量不相等．
（3）根据金属活动性顺序及其运用分析．排在氢之前的金属可与稀盐酸或稀硫酸反应产生氢气，排在前面的金属（除钾、钙、钠外）可将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来．
（2）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．
⑤因为“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”，所以反应物的总质量相等；依据质量守恒定律，反应后溶液的质量=反应前的总质量-气体的质量-不溶物的质量，图示中生成氢气的质量相等，但剩余的不溶物的质量不同，所以反应结束后所得溶液质量不相等．
（3）根据金属活动性顺序及其运用分析．排在氢之前的金属可与稀盐酸或稀硫酸反应产生氢气，排在前面的金属（除钾、钙、钠外）可将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来．
解答：解：
（1）锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，方程式是：Zn+H2SO4═ZnSO4+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：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；置换；
（2）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；
⑤因为“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”，所以反应物的总质量相等；依据质量守恒定律，反应后溶液的质量=反应前的总质量-气体的质量-不溶物的质量，图示中生成氢气的质量相等，但剩余的不溶物的质量不同，所以反应结束后所得溶液质量不相等．故错误；
故选：①③．
（3）由金属活动性顺序及其运用可知，向AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中加入锌粉，Zn应先与AgNO3反应后与Cu（NO3）2反应．由于锌粉量的不同，溶液A中的溶质不同．当锌的量过量时，溶液中的溶质只有Zn（NO3）2；当锌的量不足恰好把溶液中的AgNO3反应完全时，溶质只有Zn（NO3）2和Cu（NO3）2；当AgNO3有剩余时，溶液中的溶质是：Zn（NO3）2、AgNO3、Cu（NO3）2．
由以上分析可知：
【交流讨论】不合理的猜想是②，其理由是不合理，Zn应先与AgNO3反应后与Cu（NO3）2反应．
【验探究】当锌粉过量时，溶液中的溶质只有Zn（NO3）2，固体B中有锌，当加入酸时有气泡生成，故下表为：
故答案为：
（1）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑； 置换；（2）①③
（3）【交流讨论】②，不合理，Zn应先与AgNO3反应后与Cu（NO3）2反应．
【实验探究】
（1）锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，方程式是：Zn+H2SO4═ZnSO4+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：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；置换；
（2）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；
⑤因为“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”，所以反应物的总质量相等；依据质量守恒定律，反应后溶液的质量=反应前的总质量-气体的质量-不溶物的质量，图示中生成氢气的质量相等，但剩余的不溶物的质量不同，所以反应结束后所得溶液质量不相等．故错误；
故选：①③．
（3）由金属活动性顺序及其运用可知，向AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中加入锌粉，Zn应先与AgNO3反应后与Cu（NO3）2反应．由于锌粉量的不同，溶液A中的溶质不同．当锌的量过量时，溶液中的溶质只有Zn（NO3）2；当锌的量不足恰好把溶液中的AgNO3反应完全时，溶质只有Zn（NO3）2和Cu（NO3）2；当AgNO3有剩余时，溶液中的溶质是：Zn（NO3）2、AgNO3、Cu（NO3）2．
由以上分析可知：
【交流讨论】不合理的猜想是②，其理由是不合理，Zn应先与AgNO3反应后与Cu（NO3）2反应．
【验探究】当锌粉过量时，溶液中的溶质只有Zn（NO3）2，固体B中有锌，当加入酸时有气泡生成，故下表为：
| 实验步骤 | 现象 | 有关反应的化学方程式 |
| 稀盐酸（或稀硫酸等） | 有气泡产生 | Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ （或Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑） |
（1）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑； 置换；（2）①③
（3）【交流讨论】②，不合理，Zn应先与AgNO3反应后与Cu（NO3）2反应．
【实验探究】
| 实验步骤 | 现象 | 有关反应的化学方程式 |
| 取少量固体B，滴加 稀盐酸（或稀硫酸等） | 有气泡产生 | Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ （或Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑） |
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．
练习册系列答案
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