题目内容
(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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