高考化学有关金属制氢气试题的归类解析
发布:佚名 时间:2010-7-13 16:19:00 来源:京翰教育中心 录入:杨 人气:243
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高考化学有关金属制氢气试题的归类解析
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. +1 B. +2 C. +3 D. +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. Al B. Mg C. Fe D. 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. 2g B. 4g C. 8g D. 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2.25g~8.125g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. 5.4g B. 3.6g C. 2.7g D. 1.8g
解析：根据反应方程式可知：① ，② ；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①反应铝过量，第②反应碱过量，所以根据酸求 ，再据氢气并依反应②求出铝的质量为5.4g。