Question

称取金属钠、铝、铁各m g，在室温下分别与4V mol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)：

(1)铝与盐酸反应放出的H₂最多；

(2)钠与盐酸反应放出的H₂最多；

(3)铝、铁分别与V L盐酸反应放出的H₂一样多．

Answer 1

答案：
解析：

【解答】(1)当m＜92V时，Al放出H2最多 　　(2)当m＞92V时，Na放出H2最多 　　(3)当m≥112V时，Al，Fe放出H2相等 　　【巧解导析】由方程式2Na＋2HCl＝2NaCl＋H2↑知n(Na)＝n(HCl)．即当＝4V，亦即m＝92V时，恰好完全反应，生成的H2为2V mol． 　　由方程式2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑知，当×3＝4V，即m＝36V时，恰好反应生成H2 2V mol， 　　由方程式Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑知，当×2＝4V，即m＝112V时，恰好完全反应，生成H2 2V mol． 　　以H2的物质的量对金属的质量作函数图像，由下图可直接看出结果．

提示：

解题的关键是利用方程式建立函数图像．此题也可按下列思路分析：①求金属的物质的量n(Na)＞n(Al)＞n(Fe)；②比较等物质的量金属耗酸的物质的量(Al＞Fe＞Na)；③故(1)Al产生的H2最多，只需以Na消耗量为界限4V＞； 　　(2)要Na产生H2最多，只需盐酸不足，4V＜，Na与水反应放出H2满足产生H2最多；(3)Al，Fe产生H2一样多，需以Fe耗酸为界，此时酸不足，得4V＜．此思路没有图像法明了．本题易因忽略Na与水反应可产生H2而出错．