Question

已知鈉能與水劇烈反應：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
（1）相同質(zhì)量的Na，Mg，Al與過量的鹽酸反應，在相同的狀況下，三者置換出的H₂的體積比是

 

．
（2）相同物質(zhì)的量的Na，Mg，Al與過量的鹽酸反應，在相同狀況下，三者置換出的H₂的體積比是

 

．
（3）Na，Mg，Al與過量的鹽酸反應，在相同狀況下產(chǎn)生的氫氣的體積相等，則Na，Mg，Al三種金屬的物質(zhì)的量之比是

 

．
（4）將Na，Mg，Al各0.3mol分別投入到含0.1mol HCl的鹽酸中，同溫同壓下產(chǎn)生氣體的體積比是

 

．

Answer 1

考點：鈉的化學性質(zhì),化學方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：三種金屬與酸反應的方程式分別為2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，
（1）令金屬的質(zhì)量為1g，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算生成氫氣的物質(zhì)的量，相同條件下，氣體體積之比等于其物質(zhì)的量之比；
（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算；
（3）相同條件下生成相同體積的氫氣，說明三個反應中轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量相等，令轉(zhuǎn)移電子為1mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算消耗金屬的物質(zhì)的量；
（3）Na能與酸、水反應生成氫氣，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算生成氫氣的物質(zhì)的量，而Mg、Al只能與酸反應，不能與水反應，進行過量計算，根據(jù)不足量的物質(zhì)計算生成氫氣的物質(zhì)的量，相同條件下，氣體體積之比等于其物質(zhì)的量之比．

解答： 解：三種金屬與酸反應的方程式分別為2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，
（1）若Na、Mg、Al三種金屬質(zhì)量相等，則三種金屬的物質(zhì)的量之比為：

1

23

：

1

24

：

1

27

，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比=

1

23

：

1×2

24

：

1×3

27

=

1

23

：

1

12

：

1

9

=36：69：92，相同條件下，生成氫氣體積之比等于轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比=36：69：92，故答案為：36：69：92；
（2）相同物質(zhì)的量的Na，Mg，Al與過量的鹽酸反應，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=1：2：3，相同條件下，生成氫氣體積之比等于其轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比=1：2：3，故答案為：1：2：3；
（3）相同條件下生成相同體積的氫氣，說明三個反應中轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量相等，令轉(zhuǎn)移電子為1mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則消耗金屬的物質(zhì)的量之比=

1mol

1

：

1mol

2

：

1mol

3

=6：3：2，故答案為：6：3：2；
（4）將Na，Mg，Al各0.3mol分別投入到含0.1mol HCl的鹽酸中，根據(jù)方程式知，0.3molMg完全反應消耗0.6molHCl、0.3molAl完全反應消耗0.9molHCl，Na能和水反應，所以Mg、Al不能完全反應，0.3molNa完全反應生成氫氣的物質(zhì)的量為

0.3mol×1

2

=0.15mol，Mg、Al和鹽酸反應時生成氫氣的物質(zhì)的量都是0.05mol，相同條件下，氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比，所以Na、Mg、Al分別生成的氫氣體積之比=0.15mol：0.05mol：0.05mol=3：1：1，故答案為：3：1：1．

點評：本題以金屬和酸反應為載體考查了物質(zhì)的量的有關(guān)計算，明確反應中各個物理量的關(guān)系即可解答，注意（4）中要進行過量計算，為易錯點．