有关金属制氢试题的归类解析.doc

有关金属制氢试题的归类解析有关金属制氢的试题是近几年高考的热点之一，纵观全国和地方高考试题，在选择题中的出现率几乎是100%，原因有两方面：一方面，金属制氢的试题可以与氧化还原反应原理、化学反应速率、化学平衡、物质的量、气体摩尔体积等结合起来进行考查；另一方面，可以考查学生对各种化学计算方法的掌握程度。因此，笔者现对近几年高考中出现的有关金属制氢的试题进行归类解析。在金属制氢的化学反应中一般涉及到两种反应物和生成物，所以试题可以涉及到求金属、求反应物和生成物溶液的浓度及溶解度、求氢气和对反应情况的判断。一. 求金属在此类题目中，金属和氢气的量为已知条件的情况下，根据氧化还原反应的原理，确定金属的化合价、相对原子质量及金属的质量等。1. 求金属的化合价例1. （05年全国理综I，7）等物质的量的主族金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为、，已知，且，则在C的生成物中，该金属元素的化合价为（ ）A. +1B. +2C. +3D. +4解析：+1价的1mol金属在标况下产生11.2L氢气，+2价的1mol金属在标况下产生22.4L氢气，+3价的1mol金属在标况下产生33.6L氢气，根据已知条件可知，则，所以C、B、A的化合价分别为+1、+2、+3。2. 求金属的相对原子质量例2. （01年全国，7）b g某金属与足量的稀硫酸反应，生成该金属的三价正盐和a g氢气。则该金属的相对原子质量为（ ）A. B. C. D. 解析：根据氧化还原反应中氧化剂得电子数与还原剂失电子数相等可知：，摩尔质量与相对原子质量在数值上相等，所以相对原子质量等于。3. 确定金属成分例3. （04年全国理综I，8）若1.8g某金属跟足量盐酸充分反应，放出2.24L（标准状况）氢气，则该金属是（ ）A. AlB. MgC. FeD. Zn解析：根据气体摩尔体积可知，氢气的物质的量为0.1mol，转移的电子数为0.2mol，质荷比为=9g/mol，所以该金属为Al。4. 确定混合金属的组成成分例4. （98年全国，20）由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2L，则混合物中一定含有的金属是（ ）A. 锌B. 铁C. 铝D. 镁解析：两种金属组成的混合物的平均质荷比为：=10g/mol，锌、铁、铝和镁的质荷比分别为32.5g/mol、28g/mol、9g/mol和12g/mol，其中只有铝的质荷比小于10 g/mol。5. 求金属的质量例5. （01广东河南）将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀反应，生成2.8L（标准状况），原混合物的质量可能是（ ）A. 2gB. 4gC. 8gD. 10g解析：产生2.8L氢气需要金属Mg、Zn、Al的质量分别为3g、8.125g和2.25g，根据极端法可知，混合金属的质量在2.25g8.125g之间。例6. （98年上海，18）甲、乙两烧杯各盛有100ml 3mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为V（甲）：V（乙）=1：2，则加入的铝粉质量为（ ）A. 5.4gB. 3.6gC. 2.7gD. 1.8g解析：根据反应方程式可知：，；当酸碱过量的时候，产生氢气的体积应相等，当铝过量的时候，产生氢气的体积之比为1：3；现产生氢气的体积之比为1：2，所以应在两者之间，第反应铝过量，第反应碱过量，所以根据酸求，再据氢气并依反应求出铝的质量为5.4g。二. 求氢气的质量或体积在此类题目中，金属与酸的量为已知条件的情况下，通过讨论，利用量不足者求氢气的质量或体积，但特别要注意碱金属产生氢气的量与酸的量多少无关。例7. （05年广东化学，2）将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100ml 1molL的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是（ ）A. 1：2：3B. 6：3：2C. 3：1：1D. 1：1：1解析：根据金属与酸反应的实质可知三种金属都过量，但金属钠可继续与水反应，最终产生的氢气为0.15mol，而铝、镁都不与水反应，按盐酸计算，两者产生氢气的物质的量都为0.05mol，在同温同压下产生气体的体积比等于物质的量之比，答案为3：1：1。三. 对反应情况的判断一般情况下，会以定性判断化学反应速率的快慢、产生氢气量的多少、弱酸浓度和的关系及稀释过程中强酸和弱酸中的变化、反应物中谁过量的判断等几种类型的试题，考查电离平衡和外界条件对化学反应速率的影响。1. 判断外界条件对化学反应速率的影响例8. （00年广东，15）用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（ ）A. 加热B. 不用稀硫酸，改用98%浓硫酸C. 滴加少量溶液D. 不用铁片，改用铁粉解析：加热、形成原电池、增大固体反应物的表面积，都能加快反应速率；浓硫酸能使铁发生钝化，阻止了反应的进一步进行。2. 定性判断产生氢气量的多少例9. （05年全国理综II，10）相同体积的pH=3的强酸溶液和弱酸溶液分别跟足量的镁完全反应，下列说法正确的是（ ）A. 弱酸溶液产生较多的氢气B. 强酸溶液产生较多的氢气C. 两者产生等量的氢气D. 无法比较两者产生氢气的量解析：pH相等的强酸和弱酸溶液，后者的浓度比前者大，等体积的两种溶液，后者酸的物质的量比前者大，与足量的Mg反应弱酸产生的氢气多。例10. （96年上海，15）将等物质的量的镁和铝相混合，取等质量的该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是（ ）A. 3mol/L HClB. 4 mol/L C. 8 mol/L D. 18 mol/L解析：因Mg、Al与、浓反应不产生氢气，NaOH溶液只能与Al反应，所以产生氢气最多的是A选项。3. 综合型例11. （03年江苏，7）在甲烧杯中放入盐酸，乙烧杯中放入醋酸，两种溶液的体积和pH都相等，向两烧杯中同时加入质量不等的锌粒，反应结束后得到等量的氢气。下列说法正确的是（ ）A. 甲烧杯中放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大B. 甲烧杯中的酸过量C. 两烧杯中参加反应的锌等量D. 反应开始后乙烧杯中的始终比甲烧杯中的小解析：盐酸是强酸，醋酸是弱酸，其溶液体积和pH相同，则醋酸比盐酸的浓度大，在反应开始后，盐酸溶液中降低的快，而醋酸只有部分电离，随着反应的进行又有电离出来，醋酸溶液中降低的慢，所以在整个反应过程中乙烧杯中的始终比甲大。最终产生氢气等量，则消耗锌和酸的质量相等，说明乙烧杯中的酸过量，加入甲烧杯中的锌粒多。例12. （00年上海，22）取pH均等于2的盐酸和醋酸各100ml。分别稀释2倍后，再分别加入0.03g锌粉，在相同条件下充分反应，有关叙述正确的是（ ）A. 醋酸与锌反应放出氢气多B. 盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多C