金属图像题
例1 取一定质量的锌粒和铜片于同一敞口容器中，再逐渐加入稀硫酸。加入稀硫酸的质量与有关量的变化关系图正确的是（ ）
A B C D
例2 现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价）。则下列说法错误的是( )
A.完全反应所需时间：丙>甲>乙
B.生成氢气的质量：甲>乙>丙
C.相对原子质量：乙>丙>甲
D.消耗硫酸的质量：甲>乙>丙
例3 在两只烧杯中分别放入相同质量的镁、锌两种金属，然后向两只烧杯中分别倒入相同质量、相同质量分数的稀硫酸，反应产生氢气的质量与消耗硫酸的质量关系如图。综合以上信息得到以下结论，合理的是（ ）
A.从图象可以看出，金属镁比金属锌的活动性强
B.若两种金属都有剩余，二者得到的氢气质量相同
C.若硫酸有剩余，二者得到氢气的质量相同
D.若两种金属完全溶解，二者消耗硫酸的质量相同
例4 向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100g相同质量分数的稀硫酸，反应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A.反应后均得到无色溶液
B.反应结束后两种金属均有剩余
C.折线b表示的是铁和稀硫酸反应的情况
D.反应结束后所得溶液的质量相等
例5 黄铜的颜色与黄金相似，在生活中常常误认为黄金。兴趣小组为探究某黄铜（铜锌合金）中锌的含量，向10.0g该黄铜中加稀硫酸，测得实验数据如图所示。以下分析错误的是（ ）
A.a点时，锌有剩余
B.c点时，硫酸没有完全参与反应
C.该黄铜中锌的质量分数为44%
D.所用稀硫酸的溶质质量分数为8.29%
例6 将质量相等的Mg、Al、Zn三种金属分别放入质量和质量分数均相等的三份稀硫酸中，反应结束后，生成氢气的质量关系不可能的是（ ）
A B C D
例7 现有某铁样品5.6g，含有的杂质为镁、锌、铜中的两种或三种。向其中逐渐加入溶质质量分数为9.8%的稀硫酸，产生氢气质量与加入稀硫酸质量的关系如下图所示。则下列结论正确的个数是（ ）
①恰好完全反应时，一定没有固体剩余
②x的值为0.2
③铁样品中可能含有镁
④M点对应的溶液中含有2种或3种溶质
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
例8 往 80g 含有硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入一定量的镁粉，加入的镁粉的质量与溶液质量变化如图所示。试分析计算：
(1)a→b段表示镁粉与混合溶液中的______反应。(填化学式)
(2)原混合溶液中硝酸铜的质量分数是多少？(写出计算过程，精确到0.1%)
例9在相同质量、相同质量分数的稀硫酸中，分别加入足量的Mg、Fe、Zn三种金属，其发生反应的质量关系如图所示。读识如图并判断，下面推理合理的是( )
①反应速率：Mg＞Fe＞Zn
②反应生成氢气质量：Mg=Fe=Zn
③反应后溶液质量：Mg=Fe=Zn
④反应后溶液溶质质量分数：Mg＜Fe＜Zn
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
跟踪练习 1.取等质量的铁片和铁粉放入两支试管中，分别加入相同体积相同浓度的稀盐酸。
（1）铁与稀盐酸反应的化学方程式为________。
（2）下列示意图中，与实验结果相符的是_________（填标号）。
2.将等质量的A、B、C三种金属（生成物中金属元素均为+2价），分别放入质量分数相等且足量的稀盐酸中，产生H2的质量与反应时间的关系如图所示。A、B、C三种金属中，金属活动性由强到弱的顺序是________，相对原子质量最大的是________。
3.将铝片和稀盐酸放在密闭容器中，用传感器探究反应容器内的温度随时间变化如图，50s时溶液中的溶质为________；溶液温度升高的原因是________。
金属图像题
例1 取一定质量的锌粒和铜片于同一敞口容器中，再逐渐加入稀硫酸。加入稀硫酸的质量与有关量的变化关系图正确的是（ ）
A B C D
解析 铜和稀硫酸不反应，因此随着稀硫酸质量的增大，铜片的质量保持不变，A错误。锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，因此锌的质量随稀硫酸质量的增大而减小，B错误。在锌没有完全反应前，氢气的质量随着稀硫酸的质量增大而增大；当锌粒完全反应后，氢气的质量保持不变，C正确。在锌完全反应前，生成硫酸锌的质量随稀硫酸质量的增大而增大；当锌完全反应后，硫酸锌的质量保持不变，D错误。
答案 C
例2 现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价）。则下列说法错误的是( )
A.完全反应所需时间：丙>甲>乙
B.生成氢气的质量：甲>乙>丙
C.相对原子质量：乙>丙>甲
D.消耗硫酸的质量：甲>乙>丙
解析 由题意甲、乙、丙三种金属分别与三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸反应，金属完全反应，根据图示可知，金属乙反应的氢气质量最先达到最大值，其次是金属甲，最后是金属丙，即金属乙最先反应完，其次是金属甲，金属丙最后反应完，因此完全反应所需时间的关系为丙>甲>乙，A正确；图示中曲线平行于x轴时，生成的氢气质量达到最大值，三种金属生成氢气的质量甲最大，其次是乙，最小的是丙，即生成氢气的质量甲>乙>丙，B正确；甲、乙、丙在生成物中均显+2价，若金属元素的符号为M，与稀硫酸反应的通式为M+H2SO4=MSO4+H2↑，设金属的相对原子质量为，金属的质量为，生成氢气的质量为，根据方程式可知，则有，已知甲、乙、丙三种金属的质量相等，则金属的相对原子质量与生成氢气的质量成反比，图示中生成氢气的质量关系为甲>乙>丙，故三种金属的相对原子质量关系为甲＜乙＜丙，C错误；由反应的方程式可知生成的氢气中的氢元素全部来自于硫酸，根据质量守恒定律元素守恒，生成的氢气质量越大，消耗的硫酸质量越大，图示中生成氢气的质量关系为甲>乙>丙，故消耗硫酸的质量关系为甲>乙>丙，D正确。
答案 C
例3 在两只烧杯中分别放入相同质量的镁、锌两种金属，然后向两只烧杯中分别倒入相同质量、相同质量分数的稀硫酸，反应产生氢气的质量与消耗硫酸的质量关系如图。综合以上信息得到以下结论，合理的是（ ）
A.从图象可以看出，金属镁比金属锌的活动性强
B.若两种金属都有剩余，二者得到的氢气质量相同
C.若硫酸有剩余，二者得到氢气的质量相同
D.若两种金属完全溶解，二者消耗硫酸的质量相同
解析 图像体现的是产生氢气质量与消耗硫酸质量之间的关系，没有体现与时间之间的关系，因此无法比较镁、锌反应的速率，无法得出镁和锌的活动性强弱，A错误；若两种金属都有剩余，则消耗的硫酸质量相等，根据氢元素质量守恒，产生的氢气均来自硫酸中的氢元素，故二者得到的氢气质量相同，B正确；若硫酸有剩余，根据反应的化学方程式可知，相同质量的镁、锌产生氢气的质量为：镁＞锌，C错误；若两种金属完全溶解，根据反应的化学方程式可知，相同质量的镁、锌与硫酸反应，消耗硫酸的质量为：镁＞锌，D错误。
答案 B
例4 向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100g相同质量分数的稀硫酸，反应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A.反应后均得到无色溶液
B.反应结束后两种金属均有剩余
C.折线b表示的是铁和稀硫酸反应的情况
D.反应结束后所得溶液的质量相等
解析 锌反应后得到硫酸锌溶液是无色的，铁反应后得到的溶液是浅绿色的硫酸亚铁溶液，A错误；根据图像可知，当氢气质量不再增加时，稀硫酸的质量都小于100g，说明稀硫酸对于锌、铁都是过量的，则反应结束后两种金属都没有剩余，B错误；根据化学方程式易知，等质量的锌和铁与足量相同的硫酸反应，铁产生的氢气质量多于锌产生的氢气，折线b表示的是铁和稀硫酸反应的情况，C正确；根据图像，等质量的锌和铁与相同质量的硫酸反应，锌和铁反应结束后得到的氢气质量不等，氢气逸出，则所得溶液的质量不相等，D错误。
答案 C
例5 黄铜的颜色与黄金相似，在生活中常常误认为黄金。兴趣小组为探究某黄铜（铜锌合金）中锌的含量，向10.0g该黄铜中加稀硫酸，测得实验数据如图所示。以下分析错误的是（ ）
A.a点时，锌有剩余
B.c点时，硫酸没有完全参与反应
C.该黄铜中锌的质量分数为44%
D.所用稀硫酸的溶质质量分数为8.29%
解析 a点时，固体质量还在减少，说明锌未完全反应，锌有剩余，A正确；c点时，稀硫酸过量，硫酸没有完全参与反应，B正确；剩余固体的质量就是黄铜中铜的质量，即黄铜中铜的质量为5.6g，则黄铜中锌的质量=10.0g-5.6g=4.4g，故该黄铜中锌的质量分数为，C正确；由图示可知，10g-8.7g=1.3g锌能与20g稀硫酸恰好完全反应，设参加反应的硫酸的质量x
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98
1.3g x
65：98=1.3g：x
x=1.96g
所用稀硫酸的溶质质量分数=，D错误。
答案 D
例6 将质量相等的Mg、Al、Zn三种金属分别放入质量和质量分数均相等的三份稀硫酸中，反应结束后，生成氢气的质量关系不可能的是（ ）
A B C D
解析 如果金属都过量，则生成氢气质量决定于稀硫酸，由于是质量和溶质质量分数均相同的三份稀硫酸，因此生成氢气质量相等，A选项对应关系有可能；如果稀硫酸过量，则生成氢气质量决定于金属质量，镁、铝、锌和稀硫酸反应的化学方程式及其质量关系：
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24 2
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
54 6
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 2
由以上质量关系可知，相等质量的金属完全反应时，铝反应生成氢气质量最大，其次是镁，锌反应生成氢气质量最小，B选项对应关系有可能；如果镁、锌反应生成氢气质量相等，则稀硫酸不足，对于铝来说，稀硫酸也是不足，因此生成氢气质量应该相等，C选项对应关系没有可能；当铝恰好和硫酸反应时，镁过量，锌不足，镁、铝和稀硫酸反应生成的氢气质量相等，锌和稀硫酸反应生成的氢气质量小于镁、铝和稀硫酸反应生成的氢气质量，D选项对应关系有可能。
答案 C
例7 现有某铁样品5.6g，含有的杂质为镁、锌、铜中的两种或三种。向其中逐渐加入溶质质量分数为9.8%的稀硫酸，产生氢气质量与加入稀硫酸质量的关系如下图所示。则下列结论正确的个数是（ ）
①恰好完全反应时，一定没有固体剩余
②x的值为0.2
③铁样品中可能含有镁
④M点对应的溶液中含有2种或3种溶质
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解析 100g稀硫酸，恰好完全反应，生成氢气质量，消耗铁、镁、锌的质量分别为：
H2SO4 ~ H2↑ Fe ~ H2SO4 Mg ~ H2SO4 Zn ~ H2SO4
98 2 56 98 24 98 65 98
100g×9.8% x a 100g×9.8% b 100g×9.8% c 100g×9.8%
x=0.2g a=5.6g b=2.4g c=6.5g
5.6g的铁生成氢气的质量为0.2g，5.6g的锌生成氢气的质量小于0.2g，5.6g的铜生成氢气的质量为0，5.6g的镁生成氢气的质量大于0.2g，铁样品中含有的杂质可能是镁和铜，可能是镁、锌，可能是镁、锌、铜的混合物，样品中一定含有镁，③错误；假如杂质是镁、锌、铜的混合物，恰好完全反应时，一定有固体剩余，①错误；由分析可知，生成氢气的质量为0.2g，即x的值为0.2，②正确；M点硫酸是过量的，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁、锌和硫酸反应生成硫酸锌、镁和硫酸反应生成硫酸镁，所以对应的溶液中含有3种或4种溶质，④错误。
答案 A
例8 往 80g 含有硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入一定量的镁粉，加入的镁粉的质量与溶液质量变化如图所示。试分析计算：
(1)a→b段表示镁粉与混合溶液中的______反应。(填化学式)
(2)原混合溶液中硝酸铜的质量分数是多少？(写出计算过程，精确到0.1%)
解析 (1)由金属活动性顺序可知活动性：镁＞铜＞银，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入一定量的镁粉，镁先与硝酸银反应生成硝酸镁和银，硝酸银反应完全后，镁再与硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，所以a→b段表示镁粉与混合溶液中的AgNO3反应。
(2)设混合溶液中硝酸铜的质量为x。
Mg+Cu(NO3)2＝Mg(NO3)2+Cu 溶液减量
24 188 64 64－24=40
x 60.8g－56.8g=4g
188﹕40=x﹕4g解得x＝18.8g
原混合溶液中硝酸铜的质量分数=18.8g/80g×100%=23.5%
答案 (1)AgNO3 (2)23.5%
例9在相同质量、相同质量分数的稀硫酸中，分别加入足量的Mg、Fe、Zn三种金属，其发生反应的质量关系如图所示。读识如图并判断，下面推理合理的是( )
①反应速率：Mg＞Fe＞Zn
②反应生成氢气质量：Mg=Fe=Zn
③反应后溶液质量：Mg=Fe=Zn
④反应后溶液溶质质量分数：Mg＜Fe＜Zn
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
解析 镁、锌、铁和硫酸反应的化学方程式为：
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24 98 2
4.8g 0.4g
反应后溶质为：19.6g+4.8g－0.4g=24g
溶质质量分数为：×100%
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98 2
13g 0.4g
反应后溶质为：19.6+13g－0.4g=32.2g
溶质质量分数为：×100%
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 2
11.2g 0.4g
反应后溶质为：19.6g+11.2g－0.4g=30.4g
溶质质量分数为：×100%
①三种金属的活动性顺序为：Mg＞Zn＞Fe，所以反应速率：Mg＞Zn＞Fe，A错误；
②依据化学方程式可知，反应生成氢气质量：Mg=Fe=Zn，B正确；
③通过推导可知，硫酸中的溶剂质量相等，反应后溶液质量：Mg＜Fe＜Zn，C错误；
④通过计算比较可知，反应后溶液溶质质量分数：Mg＜Fe＜Zn，故正确。
答案 D
跟踪练习 1.取等质量的铁片和铁粉放入两支试管中，分别加入相同体积相同浓度的稀盐酸。
（1）铁与稀盐酸反应的化学方程式为________。
（2）下列示意图中，与实验结果相符的是_________（填标号）。
2.将等质量的A、B、C三种金属（生成物中金属元素均为+2价），分别放入质量分数相等且足量的稀盐酸中，产生H2的质量与反应时间的关系如图所示。A、B、C三种金属中，金属活动性由强到弱的顺序是________，相对原子质量最大的是________。
3.将铝片和稀盐酸放在密闭容器中，用传感器探究反应容器内的温度随时间变化如图，50s时溶液中的溶质为________；溶液温度升高的原因是________。
答案 1.（1）Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ （2）D 2.A、C、B C 3.氯化铝和盐酸 铝与稀盐酸反应放热，使溶液温度升高
