Question

將Mg和Al粉末均勻混合，加入到100mL某濃度的硫酸中，產(chǎn)生氫氣的體積（標準狀況下）與加入粉末的質量關系如圖所示：
（1）硫酸物質的量濃度是

 

 mol?L^-1．若向反應后的濾液中滴加5mol?L^-1氫氧化鈉溶液，當?shù)玫阶畲蟪恋頃r加入氫氧化鈉溶液的體積是

 

 mL？
（2）當硫酸溶液為350mL，固體粉末為33.3g時，充分反應后產(chǎn)生的氣體體積為

 

 L（S．T．P）
（3）原固體混合物中Mg和Al的物質的量之比為

 

．（請寫出必要的運算過程）

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）加入Mg、Al混合物11.1g時，硫酸完全反應，根據(jù)氫氣的體積計算硫酸的物質的量，進而計算硫酸的物質的量濃度；
若向反應后的濾液中滴加5mol?L^-1氫氧化鈉溶液，當?shù)玫阶畲蟪恋頃r，鎂離子、鋁離子轉化為氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，產(chǎn)生溶液中溶質為Na₂SO₄，由硫酸根守恒n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄），由鈉離子守恒可知n（NaOH）=2n（Na₂SO₄），再根據(jù)V=

n

c

計算；
（2）100mL硫酸完全反應需要混合物質量11.1g，生成氫氣為11.2L，故350mL硫酸完全反應需要混合物的質量=11.1g×

350mL

100mL

=38.85g＞33.3g，故硫酸有剩余，根據(jù)混合物的質量計算生成氫氣的體積；
（3）令11.1g混合物中Mg、Al的物質的量分別為x mol、y mol，根據(jù)二者質量及電子轉移守恒列方程計算．

解答： 解：（1）加入Mg、Al混合物11.1g時，硫酸完全反應，生成氫氣11.2L，氫氣的物質的量=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，由H₂SO₄～H₂可知n（H₂SO₄）=n（H₂）=0.5mol，故c（H₂SO₄）=

0.5mol

0.1L

=5mol/L；
若向反應后的濾液中滴加5mol?L^-1氫氧化鈉溶液，當?shù)玫阶畲蟪恋頃r，鎂離子、鋁離子轉化為氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，產(chǎn)生溶液中溶質為Na₂SO₄，由硫酸根守恒n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄）=0.5mol，由鈉離子守恒可知n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）=1mol，故需要氫氧化鈉溶液的體積=

1mol

5mol/L

=0.2L=200mL，
故答案為：5；200；
（2）100mL硫酸完全反應需要混合物質量11.1g，生成氫氣為11.2L，故350mL硫酸完全反應需要混合物的質量=11.1g×

350mL

100mL

=38.85g＞33.3g，故硫酸有剩余，33.3g混合物完全反應，故生成氫氣的體積=11.2L×

33.3g

11.1g

=33.6L，
故答案為：33.6；
（3）令11.1g混合物中Mg、Al的物質的量分別為x mol、y mol，根據(jù)二者質量及電子轉移守恒列方程，則：

24x+27y=11.1 2x+3y=0.5×2

解得x=0.35、y=0.1，
故原固體混合物中Mg和Al的物質的量之比為0.35mol：0.1mol=7：2
故答案為：7：2．

點評：本題考查混合物計算、化學反應圖象有關計算，側重考查學生獲取信息的能力、分析解決問題的能力，注意守恒思想運用，難度中等．