金属与酸反应的化学计算

　　摘 要： 活泼金属与非氧化性酸反应过程中产生氢气，氢气的量与活泼金属的化合价和相对原子质量有关，也与参与反应的非氧化性酸的量有关。
　　关键词： 活泼金属与酸反应 非氧化性酸 金属活动性顺序
　　
　　化学计算在整个中学化学知识中占有重要的地位，其中金属与酸反应的相关计算在中考中容易出现。而金属活动性的强弱，决定着金属能否与非氧化性的稀盐酸或稀硫酸反应。其中，在金属活动顺序表中，氢以前的金属与稀盐酸或稀硫酸反应生成相应的盐和氢气。在中考中常会出现与之相关的计算，学生对此有一定的困惑，现将其进行简单的分析。
　　一、活泼金属与足量的酸反应
　　设mg金属R与足量稀盐酸反应，其中R的相对原子质量为Ar，R所形成的盐中R元素的化合价为+n价，则化学方程式如下：
　　R+nHCl=RCln+n/2H↑
　　Ar n
　　m mH
　　由上式可知：
　　m=（Ar×m）/n①
　　mH=（n×m）/Ar=m/（Ar/n） ②
　　由①式可知：生成等质量的氢气时，消耗金属的质量与Ar/n的比值成正比。
　　由②式可知：等质量的金属与足量的稀盐酸反应，生成氢气的质量与Ar/n的比值成反比。
　　因此，涉及活泼金属与稀酸反应的相关计算时，只需看Ar/n的比值。
　　例题1：等质量的金属Mg、Al、Zn、Fe与足量稀盐酸反应，生成氢气的质量的大小关系正确的是（）。
　　A.Al＞Mg＞Fe＞Zn
　　B.Mg＞Al＞Fe＞Zn
　　C.Fe＞Zn＞Al＞Mg
　　D.Al＞Zn＞ Mg＞Fe
　　分析：若金属是Mg，则Ar/n=12；若金属是Al，则Ar/n=9；若金属是Zn，则Ar/n=32.5；若金属是Fe，则Ar/n=28。
　　例题2：金属Al、Zn、Mg与稀盐酸反应生成等质量的氢气，那么消耗金属的质量关系正确的是（）。
　　A.Zn＞Fe＞Al
　　B.Zn＞Al＞Fe
　　C.Fe＞Zn＞Al
　　D.Al＞Fe＞Zn
　　分析：若金属是Al，则Ar/n=9；
　　若金属是Zn，则Ar/n=32.5；
　　若金属是Fe，则Ar/n=28。
　　又因为消耗金属的量与Ar/n成正比，所以消耗金属的量的大小关系为Zn＞Fe＞Al，故A正确。
　　二、当足量的活泼金属与相同质量分数的等质量的酸反应时，生成氢气的质量由酸的量决定，酸的量相同，所以生成氢气的量相同。
　　例题3：足量的金属Fe、Al、Mg与等质量的10%的稀盐酸反应，生成氢气的量的关系正确的是（）。
　　A.Fe＞Mg＞Al
　　B.Fe=Mg＞Al
　　C.Fe=Al=Mg
　　D.Fe＞Al＞Mg
　　分析：本题属于足量的活泼金属与相同质量分数的等质量的酸反应，由上述结论知选A。
　　由于金属与酸反应的实质是金属与H+反应，所以不管是稀盐酸还是稀硫酸与金属反应，上述判断方法都是可以的。
　　例题4：用镁、铝分别跟稀硫酸反应，若要制得等质量的氢气，则消耗镁、铝的质量比是（）。
　　A.4∶3B.8∶9C.3∶2D.1∶1
　　分析：生成等质量氢气时，消耗金属的量与Ar/n成正比，则m/m=（24/2）/（27/3）=4/3。
　　因此选A。
　　在这类计算中有时侯还会以图像题出现。
　　例如：等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应，下列图像能正确表示产生氢气的质量与反应时间关系的是（）。
　　分析：根据金属的活动性强弱和足量金属与酸反应生成氢气的量由酸决定得出B正确。
　　总之，在这一类计算问题中学生必须注意只有活泼金属与非氧化性酸反应才会生成氢气，而且要学会运用金属活动顺序表来解决问题。
　　 注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”