题目内容

【题目】以下是有关金属与酸的反应,请填写下列空白:

(1)分别取W g钠、铁、铝与足量的盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积比是__________。

(2)分别取0.1 mol钠、铁、铝与足量的盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积比是_________。

(3)若产生相同物质的量的氢气,所需钠、铁、铝的质量比是___________________。

(4)若产生相同体积(同温同压)的氢气,所需钠、铁、铝的物质的量之比是_______________。

(5)分别取0.2 mol的金属钠、铁、铝分别投入10 mL 1 mol/L的盐酸中,标况下产生氢气的体积由大到小的顺序是______________。[钠、铁、铝产生氢气的体积分别用V1、V2、V3表示]

【答案】1/23:1/28:1/9 1:2:3 23:28:9 6:3:2 V1>V2=V3

【解析】

根据金属钠、铝、铁的化学性质分析解答;根据物质的量相关计算分析解答;

(1)依据方程式: 2Na+2HCl=2NaCl+H2↑,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,金属的物质的量为:n(Na)=mol,n (Fe)=mol,n(Al)=mol,产生氢气的物质的量分别为:mol, mol, mol,在相同条件下产生氢气的体积比为:mol: mol: mol=1/23:1/28:1/9;

(2)0.1mol钠与足量的盐酸反应生成0.05molH2,0.1molFe与盐酸反应生成0.1molH2,0.1molAl与盐酸反应生成0.15molH2,故在相同条件下产生氢气的体积比为:0.05:0.1:0.15=1:2:3;

(3) 若产生相同物质的量的氢气,设生成氢气1mol,则需要Na 2mol,Fe 1mol,Al 2/3mol,故质量比为:[2mol×23g/mol]:[1mol×56g/mol]:[2/3mol×27g/mol]= 23:28:9;

(4) 若产生相同体积(同温同压)的氢气,即为相同物质的量的氢气,则需要钠、铁、铝的物质的量之比是6:3:2,可参考(3);

(5) 2Na+2HCl=2NaCl+H2↑, 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,10ml 1mol/L的盐酸中HCl的物质的量=0.010mol,由于盐酸的量不足,所以这三种金属与盐酸反应时,生成的氢气的量是由盐酸的量控制的,根据盐酸的物质的量计算,即盐酸反应生成H2的物质的量为0.005mol,是相同的;但由于常温下,钠还能与水反应而生成氢气,所以最终生成的氢气的量是:Na>Mg=Al,故答案为:V1>V2=V3。

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