Question

4．某課外小組在研究金屬與酸的化學(xué)反應(yīng)時，設(shè)計了以下三個實驗．

某課外小組在研究金屬與酸的化學(xué)反應(yīng)時，設(shè)計了以下三個實驗：
【實驗一】錳為不銹鋼主要的添加元素．錳的氧化物是不銹鋼的保護(hù)膜，可以提高不銹鋼的耐腐蝕性．
（1）相同溫度下，取大小相同、表面光亮的錳、鎂、銅三種金屬片，分別投人足量的、質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀鹽酸中（反應(yīng)中錳的化合價為+2價），現(xiàn)象如下：

金屬種類	錳（Mn）	鎂	銅
與鹽酸反應(yīng)	略慢	快	無明顯現(xiàn)象

上述三種金屬的活動性由弱到強(qiáng)的順序是銅錳鎂；寫出錳與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mn+2HCl═MnCl₂+H₂↑．
（2）金屬與酸的反應(yīng)存在某種規(guī)律，請你分析下表中的數(shù)據(jù)，找到對應(yīng)關(guān)系．

等質(zhì)量的金屬（a克）與足量鹽酸反應(yīng)	鎂	鐵	錳
金屬的相對原子質(zhì)量	24	56	55
產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量（g）	$\frac{a}{12}$	$\frac{a}{28}$	$\frac{a}{27.5}$
找到的規(guī)律	化合價相同的情況下，相對原子質(zhì)量越大產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量越小 （只描述規(guī)律，不寫前提）

【實驗二】應(yīng)用：完成下列實驗方案，（要求采用與實驗一中不同的方法）

實驗?zāi)康?/TD>	實驗操作	實驗現(xiàn)象和結(jié)論
探究Mn和Cu的金屬活動性強(qiáng)弱

【實驗三】根據(jù)不同種金屬與同種酸能否反應(yīng)以及反應(yīng)的劇烈程度，可判斷金屬的活動性．也可根據(jù)同種金屬與不同種酸反應(yīng)的快慢，來判斷不同種酸的酸性強(qiáng)弱．為比較鹽酸和醋酸的酸性強(qiáng)弱，設(shè)計了如下實驗方案．裝置如圖1所示（夾持和固定裝置已略去）．在兩試管中分別加人過量鎂條，同時將相同濃度的稀鹽酸和稀醋酸注人相應(yīng)試管中，觀察產(chǎn)生氫氣的速率和體積．試回答下列問題：
（1）鹽酸與鎂反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，基本類型為置換反應(yīng)．
（2）實驗中收集到氫氣的體積與時間的關(guān)系如圖2所示．分析圖中曲線變化規(guī)律，可得出鹽酸酸性比醋酸強(qiáng)（填“強(qiáng)”或“弱”）．
（3）實驗中稀鹽酸與鎂條反應(yīng)時，量筒中收集到氫氣的體積比理論值高，可能的原因是①④．
①反應(yīng)放熱
②試管中有氫氣殘留
③實驗裝置氣密性不好
④酸液進(jìn)入試管，占據(jù)了一定的體積．

Answer 1

分析 【實驗一】仔細(xì)分析表中現(xiàn)象與數(shù)據(jù)可得出金屬活動性順序及金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣與相對原子質(zhì)量的關(guān)系；
【實驗二】金屬活動性強(qiáng)弱的探究，是金屬性質(zhì)的而一個重要方面．金屬活動強(qiáng)弱可以通過不同的而金屬是否能夠與同種試劑反應(yīng)和反應(yīng)的快慢，也可以借助其中一種金屬與另外金屬對應(yīng)的鹽是否反應(yīng)來獲得結(jié)論；
【實驗三】（1）根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的規(guī)律書寫化學(xué)方程式并判斷反應(yīng)類型；
（2）酸性越強(qiáng)，與金屬反應(yīng)速率越快；
（3）金屬和酸放出熱量，使氣體體積膨脹，酸液從注射器試管，占據(jù)了一部分體積．

解答 解：【實驗一】有金屬與酸反應(yīng)快慢和是否反應(yīng)可知他們的活動性為鎂＞錳＞銅；錳能與酸反應(yīng)：Mn+2HCl═MnCl₂+H₂↑；
分析表中數(shù)據(jù)可知：化合價相同的情況下，相對原子質(zhì)量越大產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量越小．
【實驗二】對于Mn和Cu的金屬活動性的探究，我們可以設(shè)計出的方案有：①Mn、Cu、H₂SO₄溶液，錳能與酸反應(yīng)Mn+H₂SO₄=MnSO₄+H₂↑；得出Zn＞H，Cu+H₂SO₄不反應(yīng)得出H＞Cu，故Zn＞Cu；
②Mn、CuSO₄溶液，Mn+CuSO₄=MnSO₄+Cu，錳表面有紅色物質(zhì)出現(xiàn)，得出Zn＞Cu；
③Cu、MnSO₄溶液，Cu+MnSO₄不反應(yīng)，得出Mn＞Cu．金屬若與另一金屬對應(yīng)的鹽反應(yīng)，則該金屬比后者活潑；若不反應(yīng)，則后者比前者活潑．
【實驗三】（1）鹽酸與鎂反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，反應(yīng)的基本類型為 置換．
（2）從圖中看出，鹽酸與鎂反應(yīng)生成氫氣是速率快，說明鹽酸酸性比醋酸強(qiáng)；
（3）實驗中稀鹽酸與鎂條反應(yīng)時，量筒中收集到氫氣的體積比理論值高，就要從造成氣體體積增大的原因考慮，如氣體受熱膨脹，進(jìn)入的液體占據(jù)一部分體積等．
故答案為：【實驗一】（1）銅錳鎂   Mn+2HCl═MnCl₂+H₂↑；
（2）化合價相同的情況下，相對原子質(zhì)量越大產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量越小
【實驗二】

實驗?zāi)康?/TD>	實驗操作	實驗現(xiàn)象和結(jié)論
探究Mn和Cu的金屬活動性強(qiáng)弱	取少量硫酸銅溶液于一支試管中，然后加入少量的金屬錳	一段時間后，如果能看到紅色的固體析出，說明錳的活動性比銅強(qiáng)；如果沒有現(xiàn)象，說明錳的活動性比銅弱

【實驗三】
（1）Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑；置換
（2）強(qiáng)
（3）①④

點評 同種酸與不同中金屬反應(yīng)時，金屬越活潑，反應(yīng)速率越快，同樣，同種金屬與酸反應(yīng)時，酸性強(qiáng)的酸反應(yīng)速率快．