题解金属与酸的反应
贵州 谭莉莉
在各类测试题中，常涉及金属与酸的反应问题。这类题目灵活性强，难度也较大，既要求同学们掌握好化学知识，又要学好天平的平衡原理（天平两端质量增减必须相等）。只有将两者有机结合起来，才能随机应变。
例1 在天平两盘上的烧杯中，各放入质量相同的稀盐酸，调节天平至平衡，分别向两边烧杯中各加入5 g镁和5 g铁，镁和铁全部反应而消失后，天平的指针（ ）。
A．偏向加铁的一边 B. 偏向加镁的一边 C．仍停留在原来的位置 D. 无法确定
解析 此道题要求根据金属与酸反应的质量变化关系确定天平的平衡。从题意看，两边托盘烧杯中的反应情况是：金属质量相等且反应后都没有剩余，由金属与酸反应的质量关系可知，质量相等的铁产生的氢气质量较少，故天平指针偏向加铁的一边。答案选A。
变式1 如右图所示，烧杯中盛有质量相等、溶质质量分数相同的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化是( )。
A．向左偏 B．向右偏 C．先向左偏后向右偏 D．先向右偏后向左 解析 此题与上题相比，重点要求同学们关注反应过程中天平指针的变化。由于锌与酸反应的速率较快，该托盘减重的较快，故刚开始天平向右偏；反应结束后由于铁产生的氢气较多，故天平最终向左偏。答案选D。
例2 金属与我们的生活息息相关，在各个领域中用途广泛。在相同的稀硫酸中，分别加入等质量的锌粉和铁粉，生成氢气的质量（m）随反应时间（t）的变化曲线如图所示。下列表述正确的是 （填序号）。（已知锌比铁活泼）
①A表示锌和稀硫酸的反应曲线
②反应结束后消耗两种金属的质量相等 ③反应结束后稀硫酸都没有剩余 ④反应结束后两种金属一定都有剩余 ⑤反应结束后生成的氢气质量相等
解析 根据已知条件“锌比铁活泼”可推知，相同时间内A产生氢气的质量比B多，即A表示的是金属锌与酸反应的曲线，即①正确。从A、B两条曲线最终重合可知，产生氢气的质量相等，即消耗稀硫酸的质量也相等；相同质量的金属与酸反应，得到相同质量的氢气，说明酸是不足量的，即反应后酸没有剩余；又因为锌的相对原子质量大于铁，且两种金属在形成的化合物中都显+2价，故消耗金属锌的质量比铁多，等质量的锌和铁中，铁一定有剩余，锌可能有剩余，也可能恰好反应完全，③和⑤正确。
参考答案 ①③⑤
变式2 如图表示等质量的金属Mg和Al分别与足量且相同的稀硫酸反应，下列叙述正确的是（ ）。（已知镁比铝活泼）
A. X表示反应所用时间，Y表示生成氢气的质量 B. X表示生成氢气的质量，Y表示反应所用时间 C. X表示滴加稀硫酸的质量，Y表示生成氢气的质量 D. X表示参加反应的金属质量，Y表示生成氢气的质量 解析 两种金属的活泼性不相同，与酸反应产生相同质量的氢气所需要的时间也不相同，当横坐标表示时间，纵坐标表示生成氢气的质量时，正确的图像应如右图所示，所以A错误。若X表示生成氢气的质量，Y表示反应所用时间，由于镁比铝活泼，产生等量氢气应该是镁与酸反应较快，所以B错误。根据化学方程式计算可知：质量相等的Mg和Al与
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足量且相同的稀硫酸反应，Al产生氢气的质量比Mg产生氢气的质量多，所以C正确。因为“质量相等的Mg和Al与足量且相同的稀硫酸反应”，刚开始时不可能生成相同质量的氢气，所以D错误。答案选C。
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