Question

稱取金屬Na，Al，Fe各m g，在室溫下分別與v L 4 mol·L^－1的鹽酸充分反應，試討論在下列三種情況下，v值的取值范圍(用m的表達式表示)。

    (1)鋁與鹽酸反應放出的H₂最多；

    (2)鈉與鹽酸反應放出的H₂最多；

    (3)鋁與鐵分別與鹽酸反應，放出的H₂一樣多。

 

Answer 1

答案：
解析：

此題涉及的化學反應有：     2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑     2Na+2HCl=2NaCl+H2↑     Fe+2HCl=FeCl2+H2↑     三種金屬物質的量是：Al為m/27 mol，Na為 m/23 mol，Fe為m/56 mol，顯然三者關系：     ①物質的量是Na＞Al＞Fe；     ②等物質的量三金屬耗酸量Al＞Fe＞Na；     故(1)要Al產生的H2最多，則以Na耗酸量為界值，則有4V＞m/23，V＞(m/23)×1/4，即V＞m/92。     (2)要Na產生的H2最多，只有鹽酸量不足，以Na的物質的量為界值，過量Na能與水反應，故滿足產生H2最多，必有4V＜m/23，即V＜m/92。     (3)Al，Fe分別與鹽酸反應，放出H2要一樣多，只有以Fe的耗酸量為界值，此時以不足量酸為計算依據，二者放出H2即同，所以4V≤2m/56，即V≤m/112。

提示：

分別計算三種金屬與鹽酸反應的界限，分析其大小關系可得。