Question

13．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行甲、乙、丙三組實驗．各取30mL同濃度的鹽酸溶液，加入不同質(zhì)量的同一種鎂鋁合金粉末，產(chǎn)生氣體．有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表：

實驗序號	甲	乙	丙
合金質(zhì)量g	0.255	0.385	0.459
生成氣體體積/mL	280	336	336

試回答：
（1）鹽酸一定過量的是（填序號）甲，鹽酸一定不足量的是乙和丙；
（2）要計算合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所提供的數(shù)據(jù)中作計算依據(jù)的是甲，鎂在合金中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53.3%；
（3）在丙組實驗之后，向容器中加入1mol/L的苛性鈉溶液，可恰好使鋁元素全部以偏鋁酸根形式存在，并使鎂離子
剛好沉淀完全，則溶液中偏鋁酸鈉的物質(zhì)的量為0.009mol，所加入的苛性鈉溶液的體積為39mL．

Answer 1

分析 （1）鹽酸濃度、體積一定，甲中合金質(zhì)量小于乙中合金質(zhì)量，且甲中生成氣體體積小于乙中氣體體積，說明甲中鹽酸過量、金屬完全反應(yīng)；乙中合金質(zhì)量小于丙中合金質(zhì)量，且乙、丙生成氣體體積相等，說明乙、丙中鹽酸完全反應(yīng)，根據(jù)甲中金屬與氫氣的體積定比關(guān)系計算生成336mL氫氣需要金屬的質(zhì)量，確定乙中鹽酸與金屬是否恰好反應(yīng)；
（2）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應(yīng)，此時生成氫氣280mL，故可以根據(jù)甲組數(shù)據(jù)計算金屬的物質(zhì)的量，設(shè)鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和與電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計算x、y的值，再根據(jù)m=nM計算出鎂的質(zhì)量，最后計算出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3丙實驗之后，向容器中加入NaOH溶液，恰好使合金中的鋁元素全部轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為氯化鈉、偏鋁酸鈉．由（2）中計算Mg、Al的物質(zhì)的量可知丙中Al的物質(zhì)的量，根據(jù)鋁元素守恒計算偏鋁酸鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)氯離子守恒計算溶液中n（NaCl）=n（HCl），根據(jù)鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），n（Na⁺）=n（NaOH），再根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計算氫氧化鈉的體積．

解答 解：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，鹽酸濃度、體積一定，甲中合金質(zhì)量小于乙中合金質(zhì)量，且甲中生成氣體體積小于乙中氣體體積，說明甲中鹽酸過量、金屬完全反應(yīng)；乙中合金質(zhì)量小于丙中合金質(zhì)量，且乙、丙生成氣體體積相等，說明乙、丙中鹽酸完全反應(yīng)，生成336mL氫氣需要金屬的質(zhì)量為0.255g×$\frac{336mL}{280mL}$=0.306g，故乙、丙中金屬剩余，鹽酸不足，
故答案為：甲；乙和丙；
（2）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應(yīng)，此時生成氫氣280mL，故可以根據(jù)甲組數(shù)據(jù)計算金屬的物質(zhì)的量之比，設(shè)鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量可知24x+27y=0.255，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有2x+3y=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$×2，聯(lián)立解得：x=0.005、y=0.005，
故合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{24g/mol×0.005mol}{0.255g}$×100%≈53.3%，
故答案為：53.3%
（3）丙實驗之后，向容器中加入NaOH溶液，恰好使合金中的鋁元素全部轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為氯化鈉、偏鋁酸鈉，由（2）中計算Mg、Al的物質(zhì)的量可知丙中Al的物質(zhì)的量為：0.005mol×$\frac{0.459g}{0.255g}$=0.009mo，根據(jù)鋁元素守恒可知：n（NaAlO₂）=n（Al原子）=0.009mol，根據(jù)氯離子守恒可知：n（NaCl）=1mol/L×0.03L=0.03mol，根據(jù)鈉離子守恒可知：n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂）=0.03mol+0.009mol=0.039mol，n（Na⁺）=n（NaOH）=0.039mol，
故需要氫氧化鈉溶液的體積為：$\frac{0.039mol}{1mol/L}$=0.039L=39mL，
故答案為：0.009；39．

點評 本題考查混合物的計算，題目難度中等，根據(jù)表中數(shù)據(jù)關(guān)系判斷反應(yīng)的過量問題是關(guān)鍵，（3中注意利用守恒思想解答，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計算能力．