金属与酸反应图象题突破

耿昌福

金属与稀硫酸（稀盐酸）的反应是初中化学的重点知识，有关反应的坐标图象题是中考的热点与难点。下面结合例题，归纳总结解题思路，帮助同学们突破此类问题。

[找真题 就这么考！]

例（2021·山东·济宁）一定质量M、N两种金属，分别与相同质量、相同质量分数的稀硫酸反应，生成氢气的质量与反应时间的关系如图1所示。分析图象得到的以下结论中，不正确的是（ ）。

A. 两种金属的活动性：M>N

B. 两种金属生成氢气的质量：M=N

C. 两种金属消耗稀硫酸的质量：M=N

D. 充分反应后，得到溶液的质量：M=N

[找思路 就这么想！]

本题考查金属与稀硫酸（稀盐酸）反应的有关知识，综合性较强，不仅需要根据图象和题意分析出直接信息，还需要通过计算比较出用量的大小。

分析图象可知，在相同的反应时间内，M生成的氢气比N多，则两种金属的活动性：M>N，A正确。图象中，当反应结束时，金属A和金属B生成的氢气质量相等，B正确。由于生成的氢气的质量相同，而氢气中氢元素全部来自于硫酸，所以参加反应的稀硫酸的质量也是相等的，C正确。本题中M、N屬于未确定的金属，两种金属的相对原子质量大小不能确定，充分反应后，得到溶液的质量也无法比较，D错误。答案：D。

[找总结 就这么做！]

以Mg、Al、Zn、Fe为例，等质量金属和足量稀硫酸（稀盐酸）的反应，当横坐标表示时间、纵坐标表示生成氢气的质量时，图象如图2。分析图象可得：

（1）直线的倾斜程度决定了金属活动性顺序，即：斜率大，反应速率快，金属的活动性强，在开始时，相同反应时间内产生的氢气多;

（2）当图象变为水平直线，表示反应结束生成氢气的质量将不再发生变化，即：水平直线越高，生成氢气越多。

产生氢气由快到慢的顺序为：Mg>Al>Zn>Fe;产生氢气的总质量由多到少的顺序为：Al>Mg>Fe>Zn。

[找变形 就这么活！]

在解答金属与稀硫酸（稀盐酸）反应的图象题时一定要注意横坐标与纵坐标的意义，坐标意义不同，图象也有所区别。另外还要注意曲线中的“三点”：起点、转折点、终点。

【变形1】等质量的Mg、Al、Zn、Fe和足量稀硫酸（稀盐酸）的反应，当横坐标表示稀硫酸（稀盐酸）的质量、纵坐标表示生成氢气的质量时，图象如图3。

【变形2】等质量Mg、Al、Zn、Fe和足量稀硫酸（稀盐酸）的反应，当横坐标表示金属的质量、纵坐标表示生成氢气的质量时，图象如图4。

分析：在金属与稀硫酸（稀盐酸）发生化学反应的过程中，氢元素全部来自硫酸（盐酸），故当参加反应的硫酸（盐酸）的质量相等时，生成的氢气的质量也相等;当参加反应的硫酸（盐酸）的质量不同时，生成的氢气质量也不同。由于变形1、变形2中的稀硫酸（稀盐酸）足量，当相同质量的金属全部反应完，消耗的硫酸（盐酸）的质量不同，生成氢气的质量关系为：Al>Mg>Fe>Zn。

【变形3】等质量、等浓度的稀硫酸（稀盐酸）中加入足量的Mg、Al、Zn、Fe，当横坐标表示时间、纵坐标表示生成氢气的质量时，图象如图5。

【变形4】等质量、等浓度的稀硫酸（稀盐酸）中加入足量的Mg、Al、Zn、Fe，当横坐标表示金属质量、纵坐标表示生成氢气的质量时，图象如图6。

分析：金属活动性的顺序为：Mg>Al>Zn>Fe，反应时间的顺序为：Mg < Al < Zn < Fe。当等质量、等浓度的硫酸（盐酸）全部反应完时，生成的氢气质量相等。

【跟踪练习】相同质量的M、N两种活泼金属，分别与足量质量分数为8%的稀盐酸反应（M、N在生成物中均为+2价），生成氢气的质量和反应时间的关系如图7。下列叙述正确的是（ ）。

A. 金属的活动性：N>M

B. 两个反应生成氢气的体积：N = M

C. 两个反应消耗稀盐酸的质量：N < M

D. 两个反应消耗稀盐酸的质量：N = M

答案：C