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计算金属与酸反应所得氢气质量题型分析
作者:佚名    文章来源:不详    点击数:    更新时间:2006-9-1    【字体:

1.足量金属与等量酸反应

⑴.足量金属与等量的同种酸反应

例1:等质量、等溶质质量分数的稀盐酸分别与足量的锌、铁、铝反应,按上述顺序得到氢气的质量比是( )

A 1:1:3  B 2:2:3 C 1:1:1 D 1:1:2

解析

等质量、等溶质质量分数的稀盐酸说明其中所含HCl的质量相同,足量的锌、铁、铝说明HCl完全反应,而生成氢气的质量等于HCl中所含氢元素的质量,所以此题选项为C。

⑵.足量金属与等量的不同种酸反应

例2:等质量、等溶质质量分数的稀盐酸和稀硫酸,分别与足量的铁、铝反应,按上述顺序得到氢气的质量比是 ( )

A 1:1  B 1:3 C 98:73 C 73:49

解析

足量的铁、铝说明酸完全反应,学生很容易参照例1而选A,忽略了酸中溶质的不同。等质量、等溶质质量分数的稀盐酸和稀硫酸,说明其中含有的溶质HCl和H2SO4 质量是相等的,HCl和H2SO4又完全反应,所以生成氢气的质量比应等于HCl和H2SO4中所含氢元素的质量比。可设溶质HCl和H2SO4 质量均为A,则得到氢气的质量比为:

A H的原子量HCl的式量  : A H的原子量×2 H2SO4的式量 = 1 36.5 : 2 98  = 98 : 73

正确选项为 C

2.等量金属与足量酸反应

解答此类题型要注意:因为酸是足量的,所以金属完全反应,计算氢气质量时,可直接找金属与氢气的质量关系,与酸的种类和质量无关。

⑴.等质量的同种金属与不同种酸反应

例3:等质量的铁分别与足量的盐酸和稀硫酸反应,生成氢气的质量比是________。

解析

发生的反应为:Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ↑  Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑,酸为足量,所以铁完全反应。根据方程式不难看出,铁与氢气的质量关系均为 Fe~H2 , 铁的质量又相等,所以此题答案为:1:1 。此题很容易看出与酸的种类和质量无关。

⑵.等质量的不同种金属与同种酸(或不同种酸)

例4:等质量的铁、锌、铝分别与足量的稀盐酸反应,按上述顺序得到氢气的质量比是_______________ 。

解析

方法一:

发生的反应为:Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ↑    Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ↑    2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 ↑,用关系式法找三种金属与氢气的质量关系,分别为:

Fe~H2  Zn~H2  2Al~3H2 ,因三种金属质量相等,可设其质量均为1g,则生成氢气的质量比为:2/56 : 2/65 : 6/54 ,化简后可得质量比为:585:504:1820 。

  方法二:

此类题型还可利用金属元素的化合价,找金属质量与氢元素质量关系,即金属元素原子个数与氢元素原子个数比为1:金属元素化合价的值 。关系式分别为:Fe~2H ,Zn~2H,Al~3H ,计算更为简便。

例5.等质量的铁、锌、铝与足量的稀盐酸反应,生成氢气由多到少的顺序为( )

A 铁、锌、铝 B 锌、铁、铝 C 铝、铁、锌 D铝、锌、铁

解析

此题为排序题,按例四的方法可以算出,但很麻烦。不妨利用下面的经验公式进行计算。当等质量的金属与足量酸反应时,金属的原子量与其化合价的比值越小生成的氢气越多。比值分别为, Fe: 56/2=28  Zn: 65/2=32.5 Al: 27/3=9 大小关系一目了然,正确答案为C。

⑶.等原子个数的不同金属与足量酸(同种或不同种酸)反应

例6:相同原子个数的铁、锌、铝分别与足量的稀盐酸反应,按上述顺序得到氢气的质量比是_____________。

解析

此题可依据例4的方法二,关系式分别为:Fe~2H ,Zn~2H,Al~3H ,很容易得出答案为:2:2:3。注意此题很容易与例5的解法互相混淆,一定要注意审题。

⑷.图像题

例7.等质量的铁、锌、铝与足量的稀硫酸反应,下列图像正确的是( )

文本框: 氢气质量 文本框: 氢气质量


文本框: 氢气质量

反应时间(t)

      Al         Fe         Al         Zn

      Fe         Zn         Fe         Al

      Zn         Al         Zn         Fe

文本框: 氢气质量

反应时间(t)


    A        B         C         D

解析

此题设计两个问题,其一为等量金属与足量酸反应,生成氢气质量的大小关系;其二为金属与酸反应速度的快慢。前者可通过例5顺利解决,图像中纵坐标由大到小的顺序为:Al、Fe、Zn,排除了B、D选项。金属与酸反应快慢由金属活动性顺序决定,越靠前反应速度越快,三种金属反应速度由快到慢依次为:Al、Zn、Fe 。图像中的转折点为金属完全反应的点,其对应的横坐标为该金属完全反应所消耗的时间,越短速度越快。由此不难选出正确答案为C。

同学们可据此来进行一题多解和一题多变的训练,达到提高思维能力的目的。但在解题时一定要注意所总结的经验公式有其适用范围,不能胡乱套用。

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