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.

(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;Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,由方程式分析可知: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;
故答案为:
①③.
练习册系列答案
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某研究性小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验.
Ⅰ.定性探究

在一定温度下,该小组同学用一氧化碳还原纯净的氧化铁(实验装置如图1所示,从环保角度看,该小组设计的实验装置有不足之处,你认为该如何改进?______),观察到玻璃管内固体由红色全部变为黑色.小明同学认为该黑色固体全部是铁,但小华同学提出了质疑,于是大家分头查阅资料.
【查阅资料】
(1)一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关.
(2)一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁.
(3)
性质物质四氧化三铁氧化亚铁铁粉
颜色黑色黑色黑色
能否被磁铁吸引能不能能
【实验与猜想】
(1)该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体全部能被吸引,则该黑色固体中不可能含有______.
(2)进行猜想:黑色固体可能
a.全部为铁b.______c.______
Ⅱ.定量探究
取上述研磨后的黑色固体20g,设计如下实验(如图2所示):

(1)小明同学的猜想是否成立?
(2)通过计算,确定20g黑色固体的成分及质量(请写出计算过程).
【继续试验】
若要从以上探究所得FeSO4、CuSO4的混合溶液中回收铜和硫酸亚铁晶体,可设计如下实验方案(如图3所示):

(1)步骤①中,金属X是______,该反应的化学方程式为______.
(2)步骤②中,加入过量稀硫酸的目的是______.

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