活潑金屬、酸、氫氣之間的質量關系

吳詩琴

摘? 要：在順序表中，凡是在H前面的金屬都稱為活潑金屬，它們與稀鹽酸或者稀硫酸等非氧化性酸發(fā)生置換反應都能放出氫氣。而置換出氫氣的多少與金屬的活潑性以及質量都有關系，那么如何來確定它們之間的關系呢？本文從以下四個方面進行了探討，希望能夠通過本文的講述，來幫助教師解決這部分的教學難點，讓學生在遇到類似的問題時，能夠輕松解答。

關鍵詞：活潑金屬;酸;氫氣

在課堂教學活潑金屬與酸的反應時，為了讓學生能夠順利地計算出它們之間的關系，這時我們可以從已知條件入手，寫出化學方程式，并列出所求的量和代號，從而確定反應中各個量的大小，之后確定按照哪個量計算，列出比例式進行計算，得出答案。在初中階段，活潑金屬雖然有很多種，但是一般以鎂、鋁、鋅和鐵為例，原因在于鉀、鈣、鈉等金屬太活潑，所以在與酸混合后，反應太劇烈，易發(fā)生爆炸，而錫、鉛與酸的反應比較慢，因此在平時也不會涉及到這兩種金屬。接下來，本文就以鎂、鋁、鋅和鐵這四種金屬為例，對這一類問題進行了闡述。

一、相同質量的金屬與相同質量的酸的反應

在金屬與酸的反應中，針對不同的情況，要進行詳細的分析，從而得到的氫氣質量。由于每種金屬的相對原子質量不同，導致它們在與酸反應時，需要酸的質量不同，所以通過比對，看給出的酸是否滿足反應需求，如果酸少，那么就按酸的量來計算，如果金屬質量少，那么就按金屬質量來計算。

例如，現(xiàn)在與20g鎂、鋁、鋅、鐵和溶質質量40g的稀鹽酸進行反應，那么它們生成氫氣量的多少為？

解析：設得到的氫氣的質量為x，y，z，k克

Mg+2HCl=MgCl+H↑????????? 2Al+6HCl=2AlCl+3H↑

Zn+2HCl=ZnCl+H↑ ????????????Fe+2HCl=FeCl+H↑

通過比較，可以得出相同質量下，鎂與稀鹽酸進行反應時，應該按鹽酸進行計算。鋁與稀鹽酸反應應該按鹽酸進行計算，鋅與稀鹽酸反應應該按鋅的量計算，鐵與稀鹽酸反應應該按鐵的量計算。所以這樣就有了參考，從而再計算生成氫氣的質量。

二、相同質量的金屬與足量酸的反應

如果在酸足夠多的情況下與相同質量的金屬進行反應，那么這時得到氫氣的質量就要從金屬的相對原子質量入手，通過計算獲得氫氣的質量。

例如，相同質量的鎂、鋁、鋅、鐵在與稀鹽酸進行反應時，產(chǎn)生氫氣的質量之比為？

首先我們設質量為mg，由于鹽酸足夠，所以只考慮金屬的質量就可以，設分別得到的氫氣質量為x，y，z，k克這時列出化學方程式得出

Mg+2HCl=MgCl+H↑???????? 2Al+6HCl=2AlCl+3H↑

Zn+2HCl=ZnCl+H↑?????????? Fe+2HCl=FeCl+H↑

所以氫氣質量的比為x：y：z：k=：：：，化簡即可得出答案?？傊嗤|量的金屬與足夠的酸產(chǎn)生的氫氣質量比較，由金屬的相對原子質量和形成化合物時的化合價共同決定。

三、過量的金屬與相同質量酸的反應

過量的金屬與相同質量的酸進行反應，這時我們在計算氫氣的質量就要從酸入手，而不考慮金屬。

例如，把等質量鎂、鋁、鋅和鐵分別投入不足量的鹽酸中，求生成氫氣的質量之比？

解析：設鎂、鋁、鋅和鐵的質量為mg，而生成的氫氣質量為x、y、z、k克那么這時根據(jù)方程式可以得出：

Mg+2HCl=MgCl+H↑??????? 2Al+6HCl=2AlCl+3H↑

Zn+2HCl=ZnCl+H↑?????????? Fe+2HCl=FeCl+H↑

經(jīng)過對比可以發(fā)現(xiàn)，x，y，z，k的值是相等的，所以可以得出一個規(guī)律，就是酸不足，金屬過量，那么氫氣的質量按酸的多少來計算，并且等于酸中氫離子的物質的量。

四、反應速率對氫氣產(chǎn)生量的影響

在制取氫氣時，實驗中要求反應的速度不能太快，太快不容易控制，并且也不能太慢，太慢需要的時間長，經(jīng)過實驗和理論知識可知，鎂的活性較高，制取氫氣時較快，鐵的活潑性不夠高，所以制取氫氣時較慢，因此通常實驗室中不選用這兩種金屬制取。當然在做這類題目時，也可以根據(jù)這一原理，從圖象中根據(jù)反應速度來判斷是哪類金屬，從而推理算出氫氣的產(chǎn)生量。

總之，活潑金屬與酸的反應是初中化學教學中常見的一類題目，但是學生在解答的時候常常會容易混淆，不知從何插手，所以教師在講解的過程中，幫助學生對這些題目進行分類，使學生掌握這類題目的規(guī)律，從而使學生在遇到這類題目時，能夠輕松解答，解決這類問題。

參考文獻

[1]? 婁衛(wèi)潤，李麗盺，許九奎.以生為本 滲透化學學科思想方法的教學設計——《金屬與鹽酸、稀硫酸的反應》課例賞析[J].教育實踐與研究（B），2019（04）.

[2]? 錢國明.金屬活動性順序的理解及其應用[J].數(shù)理化學習（初中版），2007（03）.