Question

將等質(zhì)量的鋅粉和鐵粉，分別放入質(zhì)量相等、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸中，生成氫氣質(zhì)量（m）隨反應(yīng)時(shí)間（t）的變化曲線如圖所示，請(qǐng)回答下列問題．
（1）寫出鋅與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．該反應(yīng)的基本類型為

 

反應(yīng)；
（2）對(duì)于該圖象的理解，下列說法正確的是

 

（填序號(hào)）．
①A表示鋅和稀硫酸的反應(yīng)曲線          ②反應(yīng)結(jié)束后兩種金屬一定都有剩余
③反應(yīng)結(jié)束后稀硫酸都沒有剩余         ④反應(yīng)結(jié)束后消耗兩種金屬的質(zhì)量相等
⑤反應(yīng)結(jié)束后所得溶液質(zhì)量相等．
（3）某化學(xué)小組用一定量AgNO₃和Cu（NO₃）₂混合溶液進(jìn)行了如圖實(shí)驗(yàn)，并對(duì)溶液A和固體B的成分進(jìn)行了分析和實(shí)驗(yàn)探究．
【提出問題】溶液A中的溶質(zhì)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
【交流討論】不合理的猜想是

 

（填標(biāo)號(hào)），其理由是

 

．
【實(shí)驗(yàn)探究】若猜想①成立，通過以下實(shí)驗(yàn)可確定固體B的成分，請(qǐng)將下表填寫完整．

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式
取少量固體B，滴加	有氣泡產(chǎn)生

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的化學(xué)性質(zhì),反應(yīng)類型的判定,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）根據(jù)鋅與硫酸反應(yīng)原理書寫方程式，并依據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)判斷反應(yīng)類型；
（2）由已知：“等質(zhì)量的鋅粉和鐵粉，分別放入質(zhì)量相等、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸充分反應(yīng)”：
①鋅的活動(dòng)性比鐵的活動(dòng)性強(qiáng)，等質(zhì)量的金屬，鋅反應(yīng)的時(shí)間短；
②由圖示可知：生成的氫氣的質(zhì)量相等，所以硫酸均反應(yīng)完；由方程式分析，二者反應(yīng)結(jié)束后，可能金屬都有剩余，也可能鋅恰好反應(yīng)完，鐵有剩余；
③由圖示可知：生成的氫氣的質(zhì)量相等，所以硫酸均反應(yīng)完；
④由方程式分析可知：“如果”相等質(zhì)量的鐵和鋅與硫酸反應(yīng)，鐵生成氫氣多．
⑤因?yàn)椤暗荣|(zhì)量的鋅粉和鐵粉，分別放入質(zhì)量相等、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸充分反應(yīng)”，所以反應(yīng)物的總質(zhì)量相等；依據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后溶液的質(zhì)量=反應(yīng)前的總質(zhì)量-氣體的質(zhì)量-不溶物的質(zhì)量，圖示中生成氫氣的質(zhì)量相等，但剩余的不溶物的質(zhì)量不同，所以反應(yīng)結(jié)束后所得溶液質(zhì)量不相等．
（3）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序及其運(yùn)用分析．排在氫之前的金屬可與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，排在前面的金屬（除鉀、鈣、鈉外）可將排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來．

解答：解：
（1）鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，方程式是：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；該反應(yīng)由一種單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和化合物，符合置換反應(yīng)的特點(diǎn)，屬于置換反應(yīng)；
故答案為：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；置換；
（2）由已知：“等質(zhì)量的鋅粉和鐵粉，分別放入質(zhì)量相等、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸充分反應(yīng)”進(jìn)行分析：
①鋅的活動(dòng)性比鐵的活動(dòng)性強(qiáng)，所以等質(zhì)量的金屬，鋅反應(yīng)的時(shí)間短，正確；
②由圖示可知：生成的氫氣的質(zhì)量相等，所以硫酸均反應(yīng)完；由化學(xué)方程式分析：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，F(xiàn)e+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑可知：如果鋅恰好反應(yīng)，則鐵有剩余；故錯(cuò)誤；
③置換反應(yīng)是金屬置換酸中的氫元素，所以若生成的氫氣的質(zhì)量相等，硫酸均反應(yīng)完；故正確；
④根據(jù)化學(xué)方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，可知每56g鐵生成2g氫氣，根據(jù)化學(xué)方程式Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，可知每65g鋅反應(yīng)生成2g氫氣；所以若是相等質(zhì)量的鐵和鋅與硫酸反應(yīng)，鐵生成氫氣多，而不會(huì)相等，故錯(cuò)誤；
⑤因?yàn)椤暗荣|(zhì)量的鋅粉和鐵粉，分別放入質(zhì)量相等、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸充分反應(yīng)”，所以反應(yīng)物的總質(zhì)量相等；依據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后溶液的質(zhì)量=反應(yīng)前的總質(zhì)量-氣體的質(zhì)量-不溶物的質(zhì)量，圖示中生成氫氣的質(zhì)量相等，但剩余的不溶物的質(zhì)量不同，所以反應(yīng)結(jié)束后所得溶液質(zhì)量不相等．故錯(cuò)誤；
故選：①③．
（3）由金屬活動(dòng)性順序及其運(yùn)用可知，向AgNO₃和Cu（NO₃）₂混合溶液中加入鋅粉，Zn應(yīng)先與AgNO₃反應(yīng)后與Cu（NO₃）₂反應(yīng)．由于鋅粉量的不同，溶液A中的溶質(zhì)不同．當(dāng)鋅的量過量時(shí)，溶液中的溶質(zhì)只有Zn（NO₃）₂；當(dāng)鋅的量不足恰好把溶液中的AgNO₃反應(yīng)完全時(shí)，溶質(zhì)只有Zn（NO₃）₂和Cu（NO₃）₂；當(dāng)AgNO₃有剩余時(shí)，溶液中的溶質(zhì)是：Zn（NO₃）₂、AgNO₃、Cu（NO₃）₂．
由以上分析可知：
【交流討論】不合理的猜想是②，其理由是不合理，Zn應(yīng)先與AgNO₃反應(yīng)后與Cu（NO₃）₂反應(yīng)．
【驗(yàn)探究】當(dāng)鋅粉過量時(shí)，溶液中的溶質(zhì)只有Zn（NO₃）₂，固體B中有鋅，當(dāng)加入酸時(shí)有氣泡生成，故下表為：

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式
稀鹽酸（或稀硫酸等）	有氣泡產(chǎn)生	Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ （或Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑）

故答案為：
（1）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑； 置換；（2）①③
（3）【交流討論】②，不合理，Zn應(yīng)先與AgNO₃反應(yīng)后與Cu（NO₃）₂反應(yīng)．
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式
取少量固體B，滴加 稀鹽酸（或稀硫酸等）	有氣泡產(chǎn)生	Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ （或Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑）

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合圖象對(duì)金屬與酸的反應(yīng)進(jìn)行了細(xì)致的考查，能很好的考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力，要結(jié)合相關(guān)知識(shí)認(rèn)真分析．