解析:此題的特殊之處在于:鈉既可以與酸反應還可以與水反應,鎂、鋅只與酸反應而不與水反應.質(zhì)量均為m g的鈉、鎂、鋅三種金屬與酸(過量)完全反應時產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量分別為:m g/23、m g/12、2m g/65. 由此可以看出,鈉、鎂、鋅三種金屬與等量酸恰好完全反應(或生成等質(zhì)量的氫氣)時,所消耗的金屬質(zhì)量關(guān)系為:m(鋅)>m(Na)>m(Mg),于是:
①酸過量(酸與鎂恰好完全反應)時,產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量的情況為:Mg>Na>Zn
②鈉、鎂、鋅均過量(或鋅恰好完全反應)時,過量的鈉可以水反應而產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量最多,鎂、鋅產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量因受酸的限制而相等:Na>Mg=Zn
③鈉、鎂均過量而鋅不足時,產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量的情況為:Na>Mg>Zn
④鎂過量、鈉恰好與酸完全反應,而鋅不足時:Na=Mg>Zn
(2)m≥3.25
解析:由上面的分析可知:當產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量大小為Na>Mg=Zn時,鈉、鎂、鋅均應過量(或鋅恰好完全反應),因此m的大小只取決于鋅的質(zhì)量.
設:25 g 質(zhì)量分數(shù)為19.6% 的稀硫酸與鋅恰好完全反應消耗鋅的質(zhì)量為χ
Zn+H2SO4 ═ZnSO4+H2↑
65 98
χ 25 g×19.6%
65:98=χ:25 g×19.6% 解得:χ=3.25g
故:m≥3.25
(3)解析:m=4.6 時,m>3.25.因此鈉、鎂、鋅均過量,鈉在酸消耗完后還可以與水反應,產(chǎn)生氫氣的量由鈉決定:2Na+H2SO4 =Na2SO4 +H2↑ 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,
設:鈉產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量的y
2Na----H2
46 2
4.6g y
46:2=4.6g:y 解得:y=0.2g
鎂、鋅產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量因受酸的限制而相等,由上圖可知:均為0.1g.
設:25 g 質(zhì)量分數(shù)為19.6% 的稀硫酸與鎂恰好完全反應消耗鎂的質(zhì)量為z
Mg+H2SO4 ═ZnSO4+H2↑
24 98
Z 25 g×19.6%
24:98=z:25 g×19.6%
解得:z=1.2 g
故答案為:(1)Na>Mg>Zn Na=Mg>Zn、Mg>Na>Zn
(2)m≥3.25
(3)
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