Question

9．Mg、Al分別與鹽酸反應(yīng)
（1）若鹽酸足量，等物質(zhì)的量的Mg、Al產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量之比為2：3
（2）若鹽酸足量，等質(zhì)量的Mg、Al產(chǎn)生H₂的質(zhì)量之比為$\frac{1}{12}$：$\frac{1}{9}$，溶液增重質(zhì)量之比為$\frac{11}{12}$：$\frac{8}{9}$．
（3）若鹽酸等質(zhì)量且足量，充分反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量相等，則Mg、Al質(zhì)量之比為$\frac{12}{11}$：$\frac{9}{8}$
（4）稱取Mg、Al各mg，在室溫下分別與V L4mol•L^-1的鹽酸充分反應(yīng)，試推斷，在下列兩種情況下，V的取值范圍（用含m的表達式表示）
①Al與鹽酸反應(yīng)放出H₂最多時V＞$\frac{m}{48}$．
②Mg和Al與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H₂一樣多時V≥$\frac{m}{48}$．

Answer 1

分析 兩種金屬與酸反應(yīng)的方程式分別為Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，結(jié)合反應(yīng)的方程式以及題目要求解答（1）（2）（3）；
（4）據(jù)鎂、鋁與鹽酸的反應(yīng)定量關(guān)系，結(jié)合極值分析判斷生成氫氣的量的多少，確定鹽酸溶液的體積取值．

解答 解：兩種金屬與酸反應(yīng)的方程式分別為Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，
（1）若鹽酸足量，設(shè)金屬都為2mol，等物質(zhì)的量的Mg、Al產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量分別為2mol、3mol，產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量之比為2：3，
故答案為：2：3；
（2）若Mg、Al三種金屬質(zhì)量相等，則兩種金屬的物質(zhì)的量之比為：$\frac{1}{24}$：$\frac{1}{27}$，
相同條件下產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量之比為$\frac{1}{24}$：$\frac{1}{27}$=$\frac{1}{12}$：$\frac{1}{9}$，
在相同條件下，氣體的質(zhì)量之比等于物質(zhì)的量之比，為$\frac{1}{12}$：$\frac{1}{9}$，
Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑△m
24g           2g      22g
2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑△m
27g              3g    24g
等質(zhì)量時，溶液增重的質(zhì)量之比為$\frac{11}{12}$：$\frac{8}{9}$，
故答案為：$\frac{1}{12}$：$\frac{1}{9}$；$\frac{11}{12}$：$\frac{8}{9}$；
（3）若鹽酸等質(zhì)量且足量，充分反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量相等，則金屬與酸反應(yīng)后溶液的增重相等，假設(shè)都增重1g，
Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑△m
24g           2g     22g
y                     1g
2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑△m
27g             3g   24g
z                     1g
則y：z=$\frac{12}{11}$：$\frac{9}{8}$，
故答案為：$\frac{12}{11}$：$\frac{9}{8}$；
（4）稱取金屬Mg、Al各m g，在室溫下分別與V L 4mol•L^-1的鹽酸充分反應(yīng)，假設(shè)金屬全部反應(yīng)時的定量關(guān)系為； 
Mg～2HCl～H₂
$\frac{m}{24}$  $\frac{m}{12}$   $\frac{m}{24}$ 
2Al～6HCl～3H₂
$\frac{m}{27}$  $\frac{m}{9}$    $\frac{m}{18}$
依據(jù)定量關(guān)系可知，
①鋁與鹽酸反應(yīng)放出的氫氣最多時，鹽酸對Mg過量，相對于鋁恰好反應(yīng)或不足，消耗的鹽酸滿足4V＞$\frac{m}{12}$，V＞$\frac{m}{48}$，故答案為：V＞$\frac{m}{48}$；
②Mg、Al各mg，在室溫下分別與V L4mol•L^-1的鹽酸充分反應(yīng)，Mg和Al與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H₂一樣多時說明鹽酸完全反應(yīng)，Mg、Al過量或Mg恰好反應(yīng)Al過量，4V≥$\frac{m}{12}$，V≥$\frac{m}{48}$，故答案為：V≥$\frac{m}{48}$．

點評 本題考查了金屬和酸反應(yīng)的定量關(guān)系分析和計算，題目難度中等．