Question

稱取金屬鈉、鋁、鐵各m g，在室溫下分別與4V mol的鹽酸充分反應，試推斷在下列三種情況下，V的取值范圍(用含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、鐵分別與V L鹽酸反應放出的H₂一樣多．

Answer 1

答案：
解析：

【解答】(1)當m＜92V時，Al放出H2最多 　　(2)當m＞92V時，Na放出H2最多 　　(3)當m≥112V時，Al，Fe放出H2相等 　　【巧解導析】由方程式2Na＋2HCl＝2NaCl＋H2↑知n(Na)＝n(HCl)．即當＝4V，亦即m＝92V時，恰好完全反應，生成的H2為2V mol． 　　由方程式2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑知，當×3＝4V，即m＝36V時，恰好反應生成H2 2V mol， 　　由方程式Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑知，當×2＝4V，即m＝112V時，恰好完全反應，生成H2 2V mol． 　　以H2的物質的量對金屬的質量作函數圖像，由下圖可直接看出結果．

提示：

解題的關鍵是利用方程式建立函數圖像．此題也可按下列思路分析：①求金屬的物質的量n(Na)＞n(Al)＞n(Fe)；②比較等物質的量金屬耗酸的物質的量(Al＞Fe＞Na)；③故(1)Al產生的H2最多，只需以Na消耗量為界限4V＞； 　　(2)要Na產生H2最多，只需鹽酸不足，4V＜，Na與水反應放出H2滿足產生H2最多；(3)Al，Fe產生H2一樣多，需以Fe耗酸為界，此時酸不足，得4V＜．此思路沒有圖像法明了．本題易因忽略Na與水反應可產生H2而出錯．