题目内容

3.为了探究金属Mg、Zn、Fe的活动性顺序,某研究性学习小组设计了如图1的实验.
【实验步骤】①取A、B、C三支试管,分别加入2mL浓度相同的盐酸溶液,
②分别加入足量的、大小相等的Mg、Zn、Fe,立即把三个相同的气球分别套在各试管口上.
【实验预测与分析】
(1)写出铁与盐酸反应的化学方程式:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑.
(2)气球膨胀速度最快的是A(填试管编号).
(3)该实验表明,实验室一般选用锌而不选用镁、铁制取氢气的主要原因是:锌反应速度适中,容易控制(或镁反应速度太快,铁反应速度太慢).
(4)若将质量相等的铝粉和铁粉分别与相同质量、相同浓度的稀硫酸反应.反应情况如图2所示,下列叙述与图象情况符合的是D
A.铝粉、铁粉和硫酸均有剩余
B.铝粉、铁粉均反应完,硫酸有剩余
C.硫酸、铝粉均反应完,铁粉有剩余
D.硫酸、铁粉均反应完,铝粉有剩余.

分析 (1)根据化学方程式的书写方法来分析;
(2)根据金属的活动性来分析;
(3)实验室中制取气体的速率要快慢适中;
(4)由图可以看出,最后铝和铁生成的氢气质量相同,故置换出的氢的质量相等,说明硫酸全部参加反应,然后根据反应的化学方程式,根据铝和铁与硫酸反应的质量关系,判断消耗铝和铁的质量情况.

解答 解:(1)铁与盐酸反应,铁转变为亚铁,即生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;
(2)三种金属中,镁的活动性最强,放出氢气速率最大,所以放入镁的A试管气球膨胀速度最快;
(3)实验室制取气体时要求反应速度不能太快,反应太剧烈不宜于控制;也不能反应速度太慢,太慢收集需要太长时间;镁与酸反应太快、铁反应速度太慢,实验室制取氢气时不选用这两种金属;
(4)A、生成的氢气质量相同,说明硫酸全部参加反应,故错误;
B、生成的氢气质量相同,说明硫酸全部参加反应,故错误;
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑   
    54   294
    18   98
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56   98
由此可以看出,消耗相同的硫酸,需要铁的质量大,故铁先消耗完,铝有剩余,
C、耗相同的硫酸,需要铁的质量大,故铁先消耗完,不会是铝消耗完而铁有剩余,故D错误,
D、由此可以看出,消耗相同的硫酸,需要铁的质量大,故铁先消耗完,铝有剩余,故正确;
答案:
(1)Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;
(2)A;
(3)锌反应速度适中,容易控制(或镁反应速度太快,铁反应速度太慢);
(4)D

点评 实验室制取氢气通常选择锌粒与稀硫酸反应,一般选择稀硫酸而不选择稀盐酸是由于稀硫酸没有挥发性而盐酸有挥发性.

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