Question

Na、Mg、Al分别与盐酸反应。

（1）若盐酸足量，等物质的量的Na、Mg、Al产生的氢气质量之比为____________。

（2）若盐酸足量，等质量的Na、Mg、Al产生H₂的质量之比为___________，溶液增重质量之比为_______________________。

（3）若盐酸等质量且足量，充分反应后所得溶液质量相等，则Na、Mg、Al质量之比为______________________________。

（4）若盐酸浓度相等，体积相等，投入的Na、Mg、Al质量相等，反应后有一种金属剩余，该金属是_________________________。

（5）称取Na、Mg、Al各m g，在室温下分别与V L 4 mol·L^-1的盐酸充分反应，试推断，在下列三种情况下，V的取值范围（用含m的表达式表示）。

①Al与盐酸反应放出H₂最多时，________________________。

②Na与盐酸反应放出H₂最多时，________________________。

③Mg和Al与盐酸反应产生H₂一样多时，_________________。

Answer 1

（1）1∶2∶3

（2）∶∶  ∶∶

（3）∶∶

（4）Al

（5）①V＞ L ②V＜ L ③V≤ L

解析：（1）盐酸足量，有下列关系：

2Na+2HCl==2NaCl+H₂↑

1 mol            mol

Mg+2HCl==MgCl₂+H₂↑

1 mol           1 mol

2Al+6HCl₂==AlCl₃+3H₂↑

1 mol             mol

所以等物质的量的Na、Mg、Al产生氢气质量之比为∶1∶=1∶2∶3。

（2）2Na+2HCl==2NaCl+H₂↑       Δm

     mol        · mol

Mg+2HCl==MgCl₂+H₂↑    Δm

 mol       mol 

2Al+6HCl==2AlCl₃+3H₂↑      Δm

 mol      · mol 

所以Na、Mg、Al产生氢气质量之比为

· mol∶ mol∶· mol=∶∶。

溶液增加的质量比为：∶∶

（3）依题意知溶液增加质量相同。设加入Na、Mg、Al的质量分别为x、y、z。

2Na+2HCl==2NaCl+H₂↑

2 mol            1 mol

 mol       · mol

Mg+2HCl==MgCl₂+H₂↑

1 mol           1 mol

mol        mol

2Al+6HCl==2AlCl₃+3H₂↑

2 mol           3 mol

mol       ·mol

即Na与盐酸反应后溶液增重：x-··2= g

Mg与盐酸反应后溶液增重：y-·2= g

Al与盐酸反应后溶液增重：z-··2= g

即有：==

x∶y∶z=∶∶

（4）由2Na+2HCl==2NaCl+H₂↑

Mg+2HCl==MgCl₂+H₂↑

2Al+6HCl==2AlCl₃+3H₂↑

知等质量的Na、Mg、Al，Al消耗HCl最多，所以当只有一种金属剩余时，只能是Al。

（5）求Na、Mg、Al m g消耗HCl的体积（4 mol·L^-1）。

2Na+2HCl==2NaCl+H₂↑

 mol        mol

V（HCl）== L

Mg+2HCl==MgCl₂+H₂↑

mol       ·2 mol

V（HCl）==L

2Al+6HCl==2AlCl₃+3H₂↑

mol         ·3 mol

V（HCl）==L

①保证等m的Na、Mg、Al与盐酸反应，Al产生的H₂最多，即Na、Mg完全反应，HCl仍有剩余，即V（HCl）＞ L。

②保证等m的Na、Mg、Al与盐酸反应，Na产生H₂最多，即Na过量，HCl不足，过量Na与水反应，而Mg、Al不与水反应，即V（HCl）＜ L。

③等质量的Na、Mg、Al与盐酸反应，Mg、Al产生H₂一样多，即Mg、Al与盐酸反应时，HCl都不足或Mg恰好反应完全，过量Na与水反应，而Mg、Al不与水反应，即V（HCl）≤ L。