Question

12．（1）分別取等物質(zhì)的量的金屬鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是1：2：3．
（2）分別取等質(zhì)量的金屬鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是$\frac{1}{23}$：$\frac{1}{28}$：$\frac{1}{9}$．
（3）若產(chǎn)生相同體積（同溫、同壓）的氫氣，反應(yīng)所需鈉、鐵、鋁三種金屬的物質(zhì)的量之比是6：3：2．
（4）若產(chǎn)生相同物質(zhì)的量的氫氣，反應(yīng)所需鈉、鐵、鋁的質(zhì)量比是23：28：9．
（5）分別取金屬鈉、鐵、鋁0.2mol，分別投入10mL 1mol•L^-1鹽酸中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氫氣的體積大小的順序是Na＞Fe=Al（用元素符號表示）．
（6）將等物質(zhì)的量的鈉、鐵、鋁分別與100mL 2mol•L^-1的鹽酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得生成氣體的體積V與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，則；曲線a、b、c表明放出H₂速率由快到慢，對應(yīng)金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序是Na＞Al＞Fe（用元素符號表示）．

Answer 1

分析 本題中涉及到的化學(xué)方程式有①2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑，②Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，③2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，根據(jù)各反應(yīng)物的物質(zhì)的量結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算．

解答 解：（1）設(shè)三者的物質(zhì)的量分別為：1mol鈉、：鐵、鋁與足量鹽酸反應(yīng)，則：
2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、Fe+HCl=FeCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，
1mol                0.5mol   1mol                1mol   1mol                   1.5mol
故在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比=0.5mol：1mol：1.5mol=1：2：3，
故答案為：1：2：3；
（2）設(shè)鈉、鐵、鋁的質(zhì)量都為Wg與足量鹽酸反應(yīng)，則：
2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、
46g                      1mol
Wg                         x
故x=$\frac{Wg×1mol}{46g}$=$\frac{W}{46}$mol   
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，
56g                   1mol
Wg                      y
故y=$\frac{Wg×1mol}{56g}$=$\frac{W}{56}$mol
2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，
54g                     3mol
Wg                       z
故z=$\frac{Wg×3mol}{54g}$=$\frac{W}{18}$mol
所以質(zhì)量相等的鈉、鐵、鋁與足量鹽酸反應(yīng)，相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比=$\frac{W}{46}$mol：$\frac{W}{56}$mol：$\frac{W}{18}$mol=$\frac{1}{23}$：$\frac{1}{28}$：$\frac{1}{9}$，
故答案為：$\frac{1}{23}$：$\frac{1}{28}$：$\frac{1}{9}$；
（3）若產(chǎn)生相同體積（同溫、同壓）的氫氣，即生成等物質(zhì)的量的氣體，設(shè)生成的氫氣為3mol，
2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、Fe+HCl=FeCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，
6mol                   3mol    3mol               3mol    2mol                   3mol
故所需鈉、鐵、鋁的物質(zhì)的量之比=6mol：3mol：2mol=6：3：2，
故答案為：6：3：2；
（4）產(chǎn)生相同物質(zhì)的量的氫氣，設(shè)氫氣為3mol，則：
2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、Fe+HCl=FeCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，
6mol                   3mol    3mol               3mol    2mol                   3mol
故所需鈉、鐵、鋁的物質(zhì)的量之比=6mol：3mol：2mol=6：3：2，
則質(zhì)量比=6×23：3×56：：2×27=23：28：9，
故答案為：23：28：9；
（5）10mL 1mol/L的鹽酸的物質(zhì)的量為0.01L×1mol/L=0.01mol，若將0.2mol金屬鈉、鋁、鐵分別投入到10mL 1mol/L的鹽酸中，可知三種金屬都過量，鹽酸不足，完全反應(yīng)，但金屬鈉能與水反應(yīng)繼續(xù)生成氫氣，所以鈉反應(yīng)生成氫氣最多，鋁、鐵反應(yīng)生成氫氣一樣多，故答案為：Na＞Fe=Al；
（6）由于最后生成的氣體量相同，所以這些金屬置換出的氫氣量相等，即等物質(zhì)的量的三種金屬失去了相同數(shù)量的電子，而若鹽酸過量的話，這些金屬失去的電子數(shù)應(yīng)該是不一樣的，比值應(yīng)是1：2：3，故推斷出鹽酸不可能過量，但可能剛好和Na反應(yīng)完全，此時(shí)Na完全反應(yīng)而Fe、Al還有剩余，按照金屬活動性順序：Na＞Al＞Fe，故答案為：Na＞Al＞Fe．

點(diǎn)評 本題考查了金屬與酸反應(yīng)、化學(xué)方程式的相關(guān)計(jì)算，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，題目難度中等，注意鈉性質(zhì)的特殊性，即過量鈉和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，在其它題目中易被忽略．