Question

3．為了探究金屬Mg、Zn、Fe的活動性順序，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖1的實驗．
【實驗步驟】①取A、B、C三支試管，分別加入2mL濃度相同的鹽酸溶液，
②分別加入足量的、大小相等的Mg、Zn、Fe，立即把三個相同的氣球分別套在各試管口上．
【實驗預(yù)測與分析】
（1）寫出鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
（2）氣球膨脹速度最快的是A（填試管編號）．
（3）該實驗表明，實驗室一般選用鋅而不選用鎂、鐵制取氫氣的主要原因是：鋅反應(yīng)速度適中，容易控制（或鎂反應(yīng)速度太快，鐵反應(yīng)速度太慢）．
（4）若將質(zhì)量相等的鋁粉和鐵粉分別與相同質(zhì)量、相同濃度的稀硫酸反應(yīng)．反應(yīng)情況如圖2所示，下列敘述與圖象情況符合的是D
A．鋁粉、鐵粉和硫酸均有剩余
B．鋁粉、鐵粉均反應(yīng)完，硫酸有剩余
C．硫酸、鋁粉均反應(yīng)完，鐵粉有剩余
D．硫酸、鐵粉均反應(yīng)完，鋁粉有剩余．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)方程式的書寫方法來分析；
（2）根據(jù)金屬的活動性來分析；
（3）實驗室中制取氣體的速率要快慢適中；
（4）由圖可以看出，最后鋁和鐵生成的氫氣質(zhì)量相同，故置換出的氫的質(zhì)量相等，說明硫酸全部參加反應(yīng)，然后根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)鋁和鐵與硫酸反應(yīng)的質(zhì)量關(guān)系，判斷消耗鋁和鐵的質(zhì)量情況．

解答 解：（1）鐵與鹽酸反應(yīng)，鐵轉(zhuǎn)變?yōu)閬嗚F，即生成氯化亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（2）三種金屬中，鎂的活動性最強，放出氫氣速率最大，所以放入鎂的A試管氣球膨脹速度最快；
（3）實驗室制取氣體時要求反應(yīng)速度不能太快，反應(yīng)太劇烈不宜于控制；也不能反應(yīng)速度太慢，太慢收集需要太長時間；鎂與酸反應(yīng)太快、鐵反應(yīng)速度太慢，實驗室制取氫氣時不選用這兩種金屬；
（4）A、生成的氫氣質(zhì)量相同，說明硫酸全部參加反應(yīng)，故錯誤；
B、生成的氫氣質(zhì)量相同，說明硫酸全部參加反應(yīng)，故錯誤；
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，需要鐵的質(zhì)量大，故鐵先消耗完，鋁有剩余，
C、耗相同的硫酸，需要鐵的質(zhì)量大，故鐵先消耗完，不會是鋁消耗完而鐵有剩余，故D錯誤，
D、由此可以看出，消耗相同的硫酸，需要鐵的質(zhì)量大，故鐵先消耗完，鋁有剩余，故正確；
答案：
（1）Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（2）A；
（3）鋅反應(yīng)速度適中，容易控制（或鎂反應(yīng)速度太快，鐵反應(yīng)速度太慢）；
（4）D

點評 實驗室制取氫氣通常選擇鋅粒與稀硫酸反應(yīng)，一般選擇稀硫酸而不選擇稀鹽酸是由于稀硫酸沒有揮發(fā)性而鹽酸有揮發(fā)性．