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  • 已知鈉與水反應的化學方程式為:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑.質(zhì)量均為mg的鈉、鎂、鋅三種金屬分別與25g質(zhì)量分數(shù)為19.6%的稀硫酸反應. (1)由于金屬的量不確定,產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量大小有多種可能

    已知鈉與水反應的化學方程式為:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑.質(zhì)量均為mg的鈉、鎂、鋅三種金屬分別與25g質(zhì)量分數(shù)為19.6%的稀硫酸反應.

    (1)由于金屬的量不確定,產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量大小有多種可能(不考慮鎂與水的反應),如鎂、鋅產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量相同且都小于鈉產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量的情況表示為Na>Mg=Zn.請按以上表示,寫出所有可能情況.______
    (2)試確定,當產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量大小為Na>Mg=Zn時,m的取值范圍______.
    (3)m=4.6時,Zn與酸反應產(chǎn)生H2的質(zhì)量與金屬質(zhì)量(m)的關(guān)系如下圖.請在圖中再畫出鈉和鎂二種金屬分別與酸反應產(chǎn)生H2的質(zhì)量與金屬質(zhì)量(m)的關(guān)系圖線.(在圖線上用元素符號注明)
    化學人氣:122 ℃時間:2019-10-23 09:42:03
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)Na>Mg>Zn    Na=Mg>Zn、Mg>Na>Zn
      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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