369.将Mg、A1、Zn分别放入相同溶质质量分数的盐酸中,反应完全后,放出的氢气质量相同,其可能原因是[ ]。

这是一道关于金属与酸反应生成氢气质量计算的化学题。我们需要分析在什么条件下，不同金属（Mg、Al、Zn）与盐酸反应能产生相同质量的氢气。 ### 核心考点 1. **金属与酸反应的化学方程式及质量关系**。 2. **限制试剂判断**：是金属完全反应（酸过量），还是酸完全反应（金属过量）。 3. **氢气来源**：氢气中的氢元素全部来自于酸（HCl）。 ### 详细解析 首先，写出三种金属与盐酸反应的化学方程式，并计算产生相同质量氢气（例如 2g，即 1mol $H_2$）所需金属的质量： 1. **镁 (Mg)**: $$ \text{Mg} + 2\text{HCl} = \text{MgCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow $$ 相对原子质量：24 关系式：$\text{Mg} \sim \text{H}_2$ 质量比：$24 : 2$ 即：每生成 2g 氢气，需要消耗 **24g** Mg。 2. **铝 (Al)**: $$ 2\text{Al} + 6\text{HCl} = 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2 \uparrow $$ 相对原子质量：27 关系式：$2\text{Al} \sim 3\text{H}_2$ $\Rightarrow$ $\frac{2}{3}\text{Al} \sim \text{H}_2$ 质量比：$(27 \times \frac{2}{3}) : 2 = 18 : 2$ 即：每生成 2g 氢气，需要消耗 **18g** Al。 3. **锌 (Zn)**: $$ \text{Zn} + 2\text{HCl} = \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow $$ 相对原子质量：65 关系式：$\text{Zn} \sim \text{H}_2$ 质量比：$65 : 2$ 即：每生成 2g 氢气，需要消耗 **65g** Zn。 **总结：若要产生相同质量的氢气，且金属完全反应，所需金属质量比为：** $$ m(\text{Mg}) : m(\text{Al}) : m(\text{Zn}) = 24 : 18 : 65 $$ --- ### 选项逐一分析 **A. 放入的三种金属质量相同，盐酸足量** * **分析**：如果盐酸足量，金属会完全反应。根据上面的计算，相同质量的 Mg、Al、Zn 完全反应产生的氢气质量不同。 * 产氢能力（单位质量金属产生的氢气）：$\text{Al} > \text{Mg} > \text{Zn}$。 * 具体比例：假设都放入 $m$ 克金属，产生氢气质量分别为 $\frac{2m}{24}$、$\frac{2m}{18}$、$\frac{2m}{65}$，显然不相等。 * **结论**：错误。 **B. 放入的 Mg、Al、Zn 的质量比为 12:18:32.5，盐酸足量** * **分析**：盐酸足量，金属完全反应。我们检查这个质量比是否符合产生等量氢气的比例 $24:18:65$。 * 题目给出的比例：$12 : 18 : 32.5$ * 将其化为与标准比例可比的形式（同乘2）：$24 : 36 : 65$ * 标准需满足的比例：$24 : 18 : 65$ * 对比发现，Mg 和 Zn 的比例符合（24和65），但 Al 的比例不对（题目给的是对应 36 的量，而只需要 18）。或者更简单地看： * 12g Mg 产生氢气：$12 \times \frac{2}{24} = 1\text{g}$ * 18g Al 产生氢气：$18 \times \frac{2}{18} = 2\text{g}$ * 32.5g Zn 产生氢气：$32.5 \times \frac{2}{65} = 1\text{g}$ * 产生的氢气质量为 $1:2:1$，不相同。 * **结论**：错误。 *(注：如果选项是 24:18:65 或者 12:9:32.5，那就是正确的。题目中的 12:18:32.5 导致 Al 产生的氢气是其他两者的两倍)* **C. 盐酸质量相同，放入足量的三种金属** * **分析**： * “盐酸质量相同”且“溶质质量分数相同”，意味着参与反应的 **HCl 的质量（物质的量）相同**。 * “放入足量的三种金属”，意味着 **金属过量，盐酸完全反应**。 * 根据化学反应守恒定律，氢气中的氢元素全部来自于盐酸。既然盐酸的量相同且完全反应，那么生成的氢气质量必然相同。 * **结论**：**正确**。 **D. 放入盐酸的质量比为 3:2:1，反应后无盐酸剩余** * **分析**： * “反应后无盐酸剩余”说明盐酸完全反应。 * 既然盐酸完全反应，生成氢气的质量取决于盐酸的质量。 * 盐酸质量比为 $3:2:1$，则生成的氢气质量比也为 $3:2:1$，并不相同。 * **结论**：错误。 ### 最终答案 故正确答案为 **C**。