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
 
.该反应的基本类型为
 
反应;
(2)对于该图象的理解,下列说法正确的是
 
(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
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
 
(填标号),其理由是
 
.
【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.
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:
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↑)
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】
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
相关题目
小明买了一种“汽泡爽”的冲调饮料(如图1所示).
【饮料说明】
①主要原料:柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3);
②使用说明:将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中,加入200mL冷水,看到有大量气泡快速生成,待粉末完全溶解,就得到一杯果味饮料.小明观察了饮料说明后,他借助化学实验的方法,探究“汽泡爽”产生气体的成分,以及加水温度对产生气体量的影响.
【实验一】探究“汽泡爽”产生气体的成分.
(1)小明阅读资料发现:“汽泡爽”原料中的柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3)粉末混合后加水,可以发生以下反应,填写生成气体的化学式.3NaHCO3+C6H8O7═C6H5O7Na3+3H2O+3
 
↑
(2)为了检验该气体,小明选择的试剂是
 
.
【实验二】探究加水温度对产生气体量的影响.
(1)小明先用冷水和热水各冲了一杯饮料,品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多,热水冲的饮料中气泡较少.当他摇动杯子时,发现有大量气泡从水中逸出.他查阅资料发现:随着温度升高,气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低.于是小明设计了如下实验方案,请填写表中空白.
实验序号加入水的体积加入水的温度收集到的气体的体积
1200mL15℃a(待记录)
2
 
50℃b(待记录)
(2)在老师的帮助下,小明采用相同的两套实验装置(如图2)分别完成上述实验,在A中加入水,再加入一袋“汽泡爽”,迅速塞紧胶塞.量筒C用于收集A中产生的气体所排出的液体,冷却至室温后读取数据.B中油层的作用是
 
.
(3)通过实验,小明测得:a=64mL,b=132mL,由此获得结论:“汽泡爽”产生气体的量与加水温度有关系.
化学是一门以实验为基础的科学,化学所取得的丰硕成果,是与实验的重要作用分不开的.结合图1实验装置图回答问题:

(1)写出指定仪器的名称:①
 
 ②
 

(2)图2四种途径都可以得到氧气:

写出实验室中通过甲、乙、丙三种途径制取氧气的文字反应表达式:
甲:
 
乙:
 
  丙:
 
都属于
 
反应 (填基本反应类型)
(3)实验室用过氧化氢制取氧气时,可选用的发生装置是
 
(填字母代号),某同学观察到发生装置内有大量气泡时,开始用C装置收集氧气,过一段时间后用带火星的木条伸入瓶口、瓶中和瓶底,都末见木条复燃.其原因是
 
.
(4)实验室用高锰酸钾制取氧气,实验结束后,发现水槽内的水变成了紫红色,可能的原因是
 
.
(5)下面是用高锰酸钾制取氧气的实验步骤:
①加热 ②收集气体 ③检查装置的气密性 ④装入高锰酸钾,并在试管口放一团棉花 ⑤将试管固定在铁架台上 ⑥熄灭酒精灯 ⑦将导管移出水面
正确的顺序为
 
.(用序号表示)
(6)要得到较纯的氧气,用
 
收集较好,在当
 
时开始收集.写出向上排空气法收集氧气,验满的方法:
 

(7)何洁同学在制取氧气过程中,她收集一瓶氧气后,用带火星的木条伸入瓶口、瓶中、瓶底,都未见木条复燃.其原因可能是
 
.
(8)工业上制氧气与实验室制氧气在原理上有什么本质区别?
 
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