金屬與酸反應圖象題突破

耿昌福

金屬與稀硫酸（稀鹽酸）的反應是初中化學的重點知識，有關反應的坐標圖象題是中考的熱點與難點。下面結合例題，歸納總結解題思路，幫助同學們突破此類問題。

[找真題 就這么考！]

例（2021·山東·濟寧）一定質量M、N兩種金屬，分別與相同質量、相同質量分數的稀硫酸反應，生成氫氣的質量與反應時間的關系如圖1所示。分析圖象得到的以下結論中，不正確的是（ ）。

A. 兩種金屬的活動性：M>N

B. 兩種金屬生成氫氣的質量：M=N

C. 兩種金屬消耗稀硫酸的質量：M=N

D. 充分反應后，得到溶液的質量：M=N

[找思路 就這么想！]

本題考查金屬與稀硫酸（稀鹽酸）反應的有關知識，綜合性較強，不僅需要根據圖象和題意分析出直接信息，還需要通過計算比較出用量的大小。

分析圖象可知，在相同的反應時間內，M生成的氫氣比N多，則兩種金屬的活動性：M>N，A正確。圖象中，當反應結束時，金屬A和金屬B生成的氫氣質量相等，B正確。由于生成的氫氣的質量相同，而氫氣中氫元素全部來自于硫酸，所以參加反應的稀硫酸的質量也是相等的，C正確。本題中M、N屬于未確定的金屬，兩種金屬的相對原子質量大小不能確定，充分反應后，得到溶液的質量也無法比較，D錯誤。答案：D。

[找總結 就這么做！]

以Mg、Al、Zn、Fe為例，等質量金屬和足量稀硫酸（稀鹽酸）的反應，當橫坐標表示時間、縱坐標表示生成氫氣的質量時，圖象如圖2。分析圖象可得：

（1）直線的傾斜程度決定了金屬活動性順序，即：斜率大，反應速率快，金屬的活動性強，在開始時，相同反應時間內產生的氫氣多;

（2）當圖象變為水平直線，表示反應結束生成氫氣的質量將不再發生變化，即：水平直線越高，生成氫氣越多。

產生氫氣由快到慢的順序為：Mg>Al>Zn>Fe;產生氫氣的總質量由多到少的順序為：Al>Mg>Fe>Zn。

[找變形 就這么活！]

在解答金屬與稀硫酸（稀鹽酸）反應的圖象題時一定要注意橫坐標與縱坐標的意義，坐標意義不同，圖象也有所區別。另外還要注意曲線中的“三點”：起點、轉折點、終點。

【變形1】等質量的Mg、Al、Zn、Fe和足量稀硫酸（稀鹽酸）的反應，當橫坐標表示稀硫酸（稀鹽酸）的質量、縱坐標表示生成氫氣的質量時，圖象如圖3。

【變形2】等質量Mg、Al、Zn、Fe和足量稀硫酸（稀鹽酸）的反應，當橫坐標表示金屬的質量、縱坐標表示生成氫氣的質量時，圖象如圖4。

分析：在金屬與稀硫酸（稀鹽酸）發生化學反應的過程中，氫元素全部來自硫酸（鹽酸），故當參加反應的硫酸（鹽酸）的質量相等時，生成的氫氣的質量也相等;當參加反應的硫酸（鹽酸）的質量不同時，生成的氫氣質量也不同。由于變形1、變形2中的稀硫酸（稀鹽酸）足量，當相同質量的金屬全部反應完，消耗的硫酸（鹽酸）的質量不同，生成氫氣的質量關系為：Al>Mg>Fe>Zn。

【變形3】等質量、等濃度的稀硫酸（稀鹽酸）中加入足量的Mg、Al、Zn、Fe，當橫坐標表示時間、縱坐標表示生成氫氣的質量時，圖象如圖5。

【變形4】等質量、等濃度的稀硫酸（稀鹽酸）中加入足量的Mg、Al、Zn、Fe，當橫坐標表示金屬質量、縱坐標表示生成氫氣的質量時，圖象如圖6。

分析：金屬活動性的順序為：Mg>Al>Zn>Fe，反應時間的順序為：Mg < Al < Zn < Fe。當等質量、等濃度的硫酸（鹽酸）全部反應完時，生成的氫氣質量相等。

【跟蹤練習】相同質量的M、N兩種活潑金屬，分別與足量質量分數為8%的稀鹽酸反應（M、N在生成物中均為+2價），生成氫氣的質量和反應時間的關系如圖7。下列敘述正確的是（ ）。

A. 金屬的活動性：N>M

B. 兩個反應生成氫氣的體積：N = M

C. 兩個反應消耗稀鹽酸的質量：N < M

D. 兩個反應消耗稀鹽酸的質量：N = M

答案：C