Question

【題目】以下是有關金屬與酸的反應，請填寫下列空白：

（1）分別取W g鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應，在相同條件下產生氫氣的體積比是__________。

（2）分別取0.1 mol鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應，在相同條件下產生氫氣的體積比是_________。

（3）若產生相同物質的量的氫氣，所需鈉、鐵、鋁的質量比是___________________。

（4）若產生相同體積（同溫同壓）的氫氣，所需鈉、鐵、鋁的物質的量之比是_______________。

（5）分別取0.2 mol的金屬鈉、鐵、鋁分別投入10 mL 1 mol/L的鹽酸中，標況下產生氫氣的體積由大到小的順序是______________。[鈉、鐵、鋁產生氫氣的體積分別用V1、V2、V3表示]

Answer 1

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

【解析】

根據金屬鈉、鋁、鐵的化學性質分析解答；根據物質的量相關計算分析解答；

(1)依據方程式： 2Na+2HCl＝2NaCl+H2↑，Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑，2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑，金屬的物質的量為：n(Na)=mol，n (Fe)=mol，n(Al)=mol，產生氫氣的物質的量分別為：mol， mol， mol，在相同條件下產生氫氣的體積比為：mol： mol： mol=1/23:1/28:1/9；

(2)0.1mol鈉與足量的鹽酸反應生成0.05molH2，0.1molFe與鹽酸反應生成0.1molH2，0.1molAl與鹽酸反應生成0.15molH2，故在相同條件下產生氫氣的體積比為：0.05:0.1:0.15=1:2:3；

(3) 若產生相同物質的量的氫氣，設生成氫氣1mol，則需要Na 2mol，Fe 1mol，Al 2/3mol，故質量比為：[2mol×23g/mol]:[1mol×56g/mol]:[2/3mol×27g/mol]= 23:28:9；

(4) 若產生相同體積（同溫同壓）的氫氣，即為相同物質的量的氫氣，則需要鈉、鐵、鋁的物質的量之比是6:3:2，可參考(3)；

(5) 2Na+2HCl=2NaCl+H2↑， 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，10ml 1mol/L的鹽酸中HCl的物質的量＝0.010mol，由于鹽酸的量不足，所以這三種金屬與鹽酸反應時，生成的氫氣的量是由鹽酸的量控制的，根據鹽酸的物質的量計算，即鹽酸反應生成H2的物質的量為0.005mol，是相同的；但由于常溫下，鈉還能與水反應而生成氫氣，所以最終生成的氫氣的量是：Na>Mg=Al，故答案為：V1>V2=V3。