题目内容

12．（1）分别取等物质的量的金属钠、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1：2：3．
（2）分别取等质量的金属钠、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$\frac{1}{23}$：$\frac{1}{28}$：$\frac{1}{9}$．
（3）若产生相同体积（同温、同压）的氢气，反应所需钠、铁、铝三种金属的物质的量之比是6：3：2．
（4）若产生相同物质的量的氢气，反应所需钠、铁、铝的质量比是23：28：9．
（5）分别取金属钠、铁、铝0.2mol，分别投入10mL 1mol•L-1盐酸中，在标准状况下产生氢气的体积大小的顺序是Na＞Fe=Al（用元素符号表示）．
（6）将等物质的量的钠、铁、铝分别与100mL 2mol•L-1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V与时间t的关系如图所示，则；曲线a、b、c表明放出H2速率由快到慢，对应金属活动性由强到弱的顺序是Na＞Al＞Fe（用元素符号表示）．

分析 本题中涉及到的化学方程式有①2Na+2HCl=2NaCl+H2↑，②Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，③2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，根据各反应物的物质的量结合化学方程式计算．

解答 解：（1）设三者的物质的量分别为：1mol钠、：铁、铝与足量盐酸反应，则：
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑、Fe+HCl=FeCl2+H2↑、2Al+6HCl=AlCl3+3H2↑，
1mol                0.5mol   1mol                1mol   1mol                   1.5mol
故在相同条件下产生氢气的体积比=0.5mol：1mol：1.5mol=1：2：3，
故答案为：1：2：3；
（2）设钠、铁、铝的质量都为Wg与足量盐酸反应，则：
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑、
46g                      1mol
Wg                         x
故x=$\frac{Wg×1mol}{46g}$=$\frac{W}{46}$mol   
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，
56g                   1mol
Wg                      y
故y=$\frac{Wg×1mol}{56g}$=$\frac{W}{56}$mol
2Al+6HCl=AlCl3+3H2↑，
54g                     3mol
Wg                       z
故z=$\frac{Wg×3mol}{54g}$=$\frac{W}{18}$mol
所以质量相等的钠、铁、铝与足量盐酸反应，相同条件下产生氢气的体积比=$\frac{W}{46}$mol：$\frac{W}{56}$mol：$\frac{W}{18}$mol=$\frac{1}{23}$：$\frac{1}{28}$：$\frac{1}{9}$，
故答案为：$\frac{1}{23}$：$\frac{1}{28}$：$\frac{1}{9}$；
（3）若产生相同体积（同温、同压）的氢气，即生成等物质的量的气体，设生成的氢气为3mol，
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑、Fe+HCl=FeCl2+H2↑、2Al+6HCl=AlCl3+3H2↑，
6mol                   3mol    3mol               3mol    2mol                   3mol
故所需钠、铁、铝的物质的量之比=6mol：3mol：2mol=6：3：2，
故答案为：6：3：2；
（4）产生相同物质的量的氢气，设氢气为3mol，则：
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑、Fe+HCl=FeCl2+H2↑、2Al+6HCl=AlCl3+3H2↑，
6mol                   3mol    3mol               3mol    2mol                   3mol
故所需钠、铁、铝的物质的量之比=6mol：3mol：2mol=6：3：2，
则质量比=6×23：3×56：：2×27=23：28：9，
故答案为：23：28：9；
（5）10mL 1mol/L的盐酸的物质的量为0.01L×1mol/L=0.01mol，若将0.2mol金属钠、铝、铁分别投入到10mL 1mol/L的盐酸中，可知三种金属都过量，盐酸不足，完全反应，但金属钠能与水反应继续生成氢气，所以钠反应生成氢气最多，铝、铁反应生成氢气一样多，故答案为：Na＞Fe=Al；
（6）由于最后生成的气体量相同，所以这些金属置换出的氢气量相等，即等物质的量的三种金属失去了相同数量的电子，而若盐酸过量的话，这些金属失去的电子数应该是不一样的，比值应是1：2：3，故推断出盐酸不可能过量，但可能刚好和Na反应完全，此时Na完全反应而Fe、Al还有剩余，按照金属活动性顺序：Na＞Al＞Fe，故答案为：Na＞Al＞Fe．

点评 本题考查了金属与酸反应、化学方程式的相关计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度中等，注意钠性质的特殊性，即过量钠和水反应产生氢气，在其它题目中易被忽略．

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