Question

称取金属钠、铝、铁各mg，在室温下分别与VL2mol?L^-1的硫酸充分反应。试写出下列四种情况下V的取值范围（用含m的表达式表示）：
（1）若铝与硫酸反应放出的H₂最多时，__________。
（2）若钠与硫酸反应放出的H₂最多时，__________。
（3）若铝、铁分别与VL硫酸反应放出的H₂一样多时，__________。
（4）若钠、铝分别与VL硫酸反应放出的H₂一样多时，__________。

Answer 1

首先分析出mg钠、铝、铁分别与2mol/L的硫酸完全反应时所消耗酸的体积V为：

Na完全反应时：2Na +H2SO4 = Na2SO4 +H2↑

46g 1mol

m 2mol/L×VL

解得：V1= m/92

AL完全反应时：2AL+3H2SO4=AL2(SO4)3+3H2↑

54g 3mol

m 2mol/L×VL

解得：V2 = m/36

Fe完全反应时：Fe +H2SO4 = FeSO4 +H2↑

56g 1mol

m 2mol/L×VL

解得：V3 = m/112

用数轴法表示V1、V2、V3：

——V3——V1——V2——> V(硫酸的体积)

m/112 m/92 m/36

（1）当V﹤m/112时，Fe、AL、Na都过量，Na再与水反应放出H2，Na放H2最多，Fe、AL一样多。

（2）当V =m/112时，Fe完全反应，AL、Na过量，Na再与水反应放出H2，Na放H2最多，Fe、AL一样多。

（3）m/112﹤V﹤m/92时，Fe不足；AL、Na过量；Na再与水反应放出H2，所以V(Na)﹥V(AL)﹥V(Fe)。

（4）V=m/92时，Fe不足；Na完全反应；AL过量，所以V(Na)=V(AL)﹥V(Fe)。

（5）V﹥m/92时，Fe不足；Na不足；AL继续与酸反应产生H2，所以V(AL)﹥V(Na)﹥V(Fe)。