陈旭东
(浙江省宁波市孔浦中学 315021)
常见活泼金属和稀酸反应的图像是初中化学中的常见考点,也是学生在平时的学习和考试中常遇到的一类难题,学生在作业和考试中的错误率较高,笔者认为,造成学生错误率较高的原因除了是对活泼金属和稀酸反应的规律理解和掌握不够外,还有一个重要原因就是学生在审题时没有看清活泼金属和稀酸反应的图像中坐标轴的含义,常见坐标含义为氢气质量和时间,还有氢气质量和稀酸质量、氢气质量和金属质量,要知道,坐标轴的含义不同,对应图像的含义是完全不一样的.
本文将汇总常见几种的活泼金属与稀酸反应的图像,供同学们借鉴使用,方便在作业和考试的应用.
以氢气质量与反应时间为坐标轴的函数图像是考试中出现频率最高的一种图像,常见题型中的图像又可以分为以下两种.
第一种,在相等质量的不同活泼金属中,缓慢加入过量的稀酸.
此类图像中,曲线的倾斜程度代表的是金属活泼性,曲线的高低代表的是生成氢气的多少.以金属镁和铁为例,曲线A代表金属镁,曲线B代表金属铁,这是因为金属镁比金属铁活泼,曲线斜度大,而生成氢气的质量,因为是酸过量,加入的金属是等质量的,氢气质量是按照金属计算,而等价的活泼金属,镁比铁相对原子量小,生成的气体多.
第二种,等质量、等浓度的稀酸中加入过量的不同活泼金属.
此类图像中,曲线的倾斜程度代表的是金属活泼性,曲线的高低代表的是生成氢气的多少.以金属镁和铁为例,曲线A代表金属镁,曲线B代表金属铁,因为金属镁比铁活泼,曲线斜度大,而生成氢气的质量,因为金属都是过量,而参加反应的稀酸是等量等浓度,生成氢气按照稀酸的质量计算氢气质量,所以生成的氢气最终是相等的.
此类图像中,你需要注意的是横坐标代表金属质量,所以不要考虑活泼性,考虑先是酸过量,后是金属过量的情况,从而计算生成氢气的质量即可.例如向等体积、等浓度的稀酸中加入活泼金属铝和铁,则曲线A代表金属铝,曲线B代表金属铁,因为在刚开始加入金属质量为m1时,因金属质量小,酸过量,此时用金属质量计算氢气的质量,等价金属,铝的相对原子质量比铁小,放出氢气多.当金属加到质量为m2时,金属已过量,酸则完全反应,此时产生氢气的质量按照酸计算,因酸质量相等,所以生成的氢气的质量相等.
常见对应错误图像为:
错误的原因,潜意识中认为,等价活泼金属,铝的相对原子质量比铁小,放出氢气多,且金属铝比铁活泼,斜度大,而没有去注意横坐标不是时间轴,而是金属的质量.
此类图像中,你需要注意的是横坐标代表稀酸质量,所以不要考虑活泼性,考虑先是金属过量,后是酸过量,从而计算生成氢气的质量即可.例如等质量的活泼金属铝和铁中慢慢加入稀酸,则曲线A代表金属铝,曲线B代表金属镁,因为在加入稀酸的质量为m1时,金属是过量的,用酸的质量去计算氢气质量,酸质量相等,所以产生的氢气也相等.继续加酸至质量为m2时,酸过量,而金属完全反应,产生氢气质量按照金属计算,等价的活泼金属,铝的相对原子量比镁小,生成的气体多.
常见对应错误图像为:
错误的原因,误认为,活泼性镁大于铝,所以斜度应该是镁大于铝,且生成气体铝多于镁,而没有去注意横坐标不是时间轴,而是加入稀酸的质量.
笔者认为,对于初中常见活泼金属和稀酸反应的图像问题,做题时一定要先看清坐标轴的含义,再根据是金属还是酸是完全反应完的,根据其反应的质量计算氢气的质量,问题就能迎刃而解了.当然,这一类题目中出现的图像肯定还有其他的变化方式,不过只要抓住关键的解题点,这一类题目都是可以迎刃而解的.