Question

10．在標準狀況下，進行甲、乙、丙三組實驗．三組實驗各取30ml同濃度的鹽酸溶液，然后分別慢慢加入不同質量的同一種鎂鋁合金粉末．有關數(shù)據(jù)見表．

實驗序號	甲	乙	丙
合金質量/mg	255	385	459
生成氣體體積/ml	280	336	336

（1）甲組實驗中，鹽酸過量（填“過量”、或“不足量”），乙組實驗中，鹽酸不足量（填“過量”、或“不足量”），
（2）選擇合適數(shù)據(jù)，可求得的鹽酸物質的量濃度是1mol/L．
（3）選擇合適數(shù)據(jù)，可計算出鎂鋁的物質的量之比為1：1．
（4）丙組實驗后，向容器中加入一定量1.00mol•L^-lNaOH溶液，恰好使鋁元素全部以A1O₂^-形式存在，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，則溶液中NaCl的物質的量為0.03mol．

Answer 1

分析 （1）鹽酸濃、體積一定，甲中合金質量小于乙中合金質量，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，乙中合金質量小于丙中合金質量，且乙、丙生成氣體體積相等，說明乙、丙中鹽酸完全反應，根據(jù)甲中金屬與氫氣的體積定比關系計算生成336mL氫氣需要金屬的質量，確定乙中鹽酸與金屬是否恰好反應；
（2）鹽酸完全反應生成氫氣336mL，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算氫氣的物質的量，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），據(jù)此計算；
（3）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應，此時生成氫氣280mL，故可以根據(jù)甲組數(shù)據(jù)計算金屬的物質的量之比，令鎂、鋁的物質的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質量之和與電子轉移守恒列方程計算x、y的值，據(jù)此解答；
（4）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化為AlO₂^-，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，反應后溶液中溶質為氯化鈉、偏鋁酸鈉．根據(jù)氯離子守恒計算溶液中n（NaCl）=n（HCl）．

解答 解：（1）鹽酸濃、體積一定，甲中合金質量小于乙中合金質量，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，乙中合金質量小于丙中合金質量，且乙、丙生成氣體體積相等，說明乙、丙中鹽酸完全反應，生成336mL氫氣需要金屬的質量為0.255g×$\frac{336mL}{280mL}$=0.306g，故乙中金屬剩余，鹽酸不足，
故答案為：過量；不足量；
（2）鹽酸完全反應生成氫氣336mL，氫氣的物質的量為$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=2×0.015mol=0.03mol，故鹽酸的物質的量濃度為$\frac{0.03mol}{0.03L}$=1mol/L，
故答案為：1mol/L；
（3）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應，此時生成氫氣280mL，故可以根據(jù)甲組數(shù)據(jù)計算金屬的物質的量之比，令鎂、鋁的物質的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質量可知24x+27y=0.255，根據(jù)電子轉移守恒有2x+3y=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$×2，聯(lián)立方程解得：x=0.005、y=0.005，故合金中鎂與鋁的物質的量之比為0.005mol：0.005mol=1：1，
故答案為：1：1；
（4）由0.459g合金，可算出其中n（Mg）=n（Al）=0.009mol，當加NaOH溶液使合金中的A1全部轉化為NaA1O₂，并使Mg²⁺剛好沉淀完全時，混合體系中有：Mg（OH）₂、NaA1O₂和NaCl．由氯元素守恒知n（NaCl）=n（HCl）=0.03mol．
故答案為：0.03mol．

點評 本題考查混合物的計算，根據(jù)表中數(shù)據(jù)關系判斷反應的過量問題是關鍵，（4）中注意利用守恒思想解答，題目難度中等．