【答案】
分析:(1)依據(jù)鈉鎂鋅三種金屬同質(zhì)量時與酸反應(yīng)生成的氫氣質(zhì)量關(guān)系是鎂>鈉>鋅,可知生成的氫氣質(zhì)量關(guān)系有以下幾種情況①與三種金屬反應(yīng)酸足量②酸量恰好與鋅反應(yīng),則鎂鋅生成的氫氣量相等,但鈉與水也反應(yīng)會生成氫氣.③酸量與鋅反應(yīng)后還有剩余.
(2)當(dāng)產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量大小為Na>Mg=Zn時情況是Zn正好反應(yīng)完或過量.
(3)根據(jù)4.6g鈉鎂與酸反應(yīng)生成的氫氣的量找到圖象的關(guān)鍵點,再結(jié)合(2)鋅的情況繪制圖象即可.
解答:解:(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(yīng)還可以與水反應(yīng),鎂、鋅只與酸反應(yīng)而不與水反應(yīng).質(zhì)量均為m g的鈉、鎂、鋅三種金屬與酸(過量)完全反應(yīng)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(yīng)(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(yīng))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(yīng))時,過量的鈉可以水反應(yīng)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(yīng),而鋅不足時:Na=Mg>Zn
(2)m≥3.25
解析:由上面的分析可知:當(dāng)產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量大小為Na>Mg=Zn時,鈉、鎂、鋅均應(yīng)過量(或鋅恰好完全反應(yīng)),因此m的大小只取決于鋅的質(zhì)量.
設(shè):25 g 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.6% 的稀硫酸與鋅恰好完全反應(yīng)消耗鋅的質(zhì)量為χ
Zn+H
2SO
4 ═ZnSO
4+H
2↑
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(yīng),產(chǎn)生氫氣的量由鈉決定:2Na+H
2SO
4 =Na
2SO
4 +H
2↑ 2Na+2H
2O=2NaOH+H
2↑,
設(shè):鈉產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量的y
2Na----H
246 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(shè):25 g 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.6% 的稀硫酸與鎂恰好完全反應(yīng)消耗鎂的質(zhì)量為z
Mg+H
2SO
4 ═ZnSO
4+H
2↑
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)
點評:此題是一道綜合計算分析題,解題的關(guān)鍵是對相關(guān)關(guān)系的分析并找的關(guān)鍵點,是一道對學(xué)生處理問題的綜合能力的考查.