Question

6．等物質的量的Na、Mg、Al分別與等物質的量的鹽酸（1mol）反應生成H₂，產生H₂體積大小（相同狀況）可出現下列四種情況：①Na＞Mg=Al ②Na=Mg=Al ③Na＜Mg=Al ④Na＜Mg＜Al，下列判斷正確的是（　　）

• A． 當n（Na）=n（Mg）=n（Al）=1mol時，①成立
• B． 當n（Na）=n（Mg）=n（Al）=0.8mol時，②成立
• C． 當n（Na）=n（Mg）=n（Al）=0.6mol時，③成立
• D． 當n（Na）=n（Mg）=n（Al）=0.5mol時，④成立

Answer 1

分析 設三種金屬的物質的量均為x，2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑，Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，但是，無論鹽酸是否足量，鈉都能完全反應，因為還有水跟鈉反應．可建立關系Na～HCl～0.5H₂，0.5Mg～HCl～0.5H₂，$\frac{1}{3}$Al～HCl～0.5H₂↑，
1．首先要Mg=Al，那么就是鹽酸不足或鹽酸跟鎂剛好完全反應，所以X大于或等于0.5mol，但要Na＞Mg，那么鈉要大于1mol才能放出大于1/2mol的氫氣，所以x＞1mol；
2．要Na=Mg=Al，如上述，當X=1mol時，三金屬放出的氫氣都為0.5mol；
3．要Na＜Mg=Al，只要鈉小于1mol就不能放出0.5的氫氣，所以0.5mol＜x＜1mol；
4．當鹽酸過量的時候，1 mol的鈉反應能放出0.5mol氫氣，0.5mol的鎂放出0.5mol氫氣，$\frac{1}{3}$mol的鋁就能放出0.5mol氫氣．所以，只要鹽酸過量，即X小于等于$\frac{1}{3}$mol，就能滿足Na＜Mg＜Al．

解答 解：設三種金屬的物質的量均為x，2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑，Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，但是，無論鹽酸是否足量，鈉都能完全反應，因為還有水跟鈉反應．可建立關系Na～HCl～0.5H₂，0.5Mg～HCl～0.5H₂，$\frac{1}{3}$Al～HCl～0.5H₂↑，
A、要Mg=Al，那么就是鹽酸不足或鹽酸跟鎂剛好完全反應，所以x大于或等于0.5mol，但要Na＞Mg，那么鈉要大于1mol才能放出大于1/2mol的氫氣，所以x＞1mol，故A錯誤；
B、要Na=Mg=Al，如上述，當x=1mol時，三金屬放出的氫氣都為0.5mol，故B錯誤；
C、要Na＜Mg=Al，只要鈉小于1mol就不能放出0.5的氫氣，所以0.5mol＜x＜1mol，故C正確；
D、當鹽酸過量的時候，1 mol的鈉反應能放出0.5mol氫氣，0.5mol的鎂放出0.5mol氫氣，$\frac{1}{3}$mol的鋁就能放出0.5mol氫氣．所以，只要鹽酸過量，即x小于等于$\frac{1}{3}$mol，就能滿足Na＜Mg＜Al，故D錯誤．
故選C．

點評 本題考查學生金屬和酸反應的有關計算知識，注意知識的歸納和梳理是重點，本題側重解題方法的應用，難度較大．