Question

質量均為m g的薄鋅片和薄鐵片分別放入100g溶質質量分數均為9.8%的兩份稀硫酸中，反應時間和氫氣質量關系如圖所示．請回答有關問題：

（1）圖1中若要使b線向a線靠攏，可以采取的措施是

 

（填寫一種方法）．
（2）圖1的情況可能是

 

，圖2的情況可能

 

A．鐵和鋅均過量，酸不足B．鐵正好完全反應，鋅過量
C．鋅和鐵都沒有剩余，酸過量D．鋅和鐵都有剩余，且剩余固體質量相等
（3）滿足圖1情況的m的取值范圍是

 

，滿足圖2的m取值范圍是

 

．

Answer 1

分析：利用反應時間和氫氣質量關系圖，根據鋅的活動性比鐵強且等質量的鐵完全反應放出氫氣質量比鋅大，對充分反應放出氫氣質量與所消耗兩種金屬的質量關系進行分析與討論，判斷滿足圖示反應的情況．

解答：解：（1）圖1中曲線b放出同樣氫氣消耗時間較多，可判斷表示活動性比鋅弱的鐵片與稀硫酸的反應，若要使b線向a線靠攏，即設法使鐵片與稀硫酸反應速度加快，可采取用鐵粉代替鐵片或對反應進行加熱的方法；
（2）A．鐵和鋅均過量，酸不足，此時質量兩種金屬充分反應后所放出氫氣的質量相等，與圖1所示情形相符；
B．鐵正好完全反應，鋅過量，相同質量的稀硫酸消耗鋅的質量大于鐵，因此不可能出現此種情況；
C．鋅和鐵都沒有剩余，酸過量，由于鐵的相對原子質量小于鋅，等質量的鐵完全反應放出氫氣質量大于鋅，與圖2所示情形相符；
D．鋅和鐵都有剩余，且剩余固體質量相等，即消耗兩種金屬的質量相等，此種情況亦不可能出現；
（3）根據100g溶質質量分數均為9.8%的稀硫酸完全消耗金屬鋅的質量m，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98
m  100g×9.8%

65

m

=

98

100g×9.8%

  m=6.5g，所以滿足圖1情況即酸完全反應時的m的取值范圍為m≥6.5g，滿足圖2即金屬完全反應時的m取值范圍是m＜6.5g．
故答案為：
（1）使用鐵粉（或加熱）；
（2）A；C；
（3）m≥6.5g；m＜6.5g．

點評：根據金屬活動性強弱關系，鋅與酸反應比鐵與酸反應劇烈，但由于鋅的相對原子質量比鐵大，等質量的鐵完全反應產生氫氣質量比鋅大．