Question

標(biāo)準(zhǔn)狀況下，進(jìn)行甲、乙、丙三組實驗，各取30.0mL相同濃度的鹽酸溶液，然后分別慢慢地加入不同質(zhì)量的同一種鎂鋁合金粉末，得下列有關(guān)數(shù)據(jù)：（假設(shè)反應(yīng)前后溶液的體積不發(fā)生變化）請回答：

	甲	乙	丙
合金質(zhì)量/mg	255	385	459
氣體體積/mL	280	336	336

（1）根據(jù)所給數(shù)據(jù)，計算鹽酸的物質(zhì)的量濃度為

 

 mol/L．
（2）根據(jù)所給數(shù)據(jù)，計算鎂鋁的物質(zhì)的量之比為

 

．
（3）甲組實驗后，向容器中加入一定量1mol/L的NaOH溶液，恰好使鋁元素全部以AlO₂^-形式存在，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，所需NaOH體積為

 

升．
（4）取一定量的Al₂O₃投入到NaOH溶液中，全部溶解，再通入CO₂氣體，當(dāng)通入CO₂氣體2.24L時，生成11.7克的沉淀，如果通入CO₂氣體1.12L時，生成的沉淀是多少克？

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：計算題

分析：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255mg×

336mL

280mL

=306mg＜385mg，故乙中金屬剩余，鹽酸不足，
（1）乙、丙中鹽酸完全，可以根據(jù)反應(yīng)生成氫氣體積計算鹽酸的物質(zhì)的量濃度，根據(jù)n=

V

Vm

計算氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），據(jù)此計算；
（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，令鎂、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，據(jù)此解答；
（3）甲組實驗后，向容器中加入一定量的NaOH溶液，恰好使鋁元素全部以AlO₂^-形式存在，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，此時溶液中溶質(zhì)為NaCl、NaAlO₂，根據(jù)鈉離子守恒則n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），結(jié)合Cl氯離子、Al原子守恒可知n（NaCl）、n（NaAlO₂），再根據(jù)V=

n

c

計算需要氫氧化鈉溶液體積，結(jié)合（1）（2）中的數(shù)據(jù)計算；
（4）開始可能發(fā)生反應(yīng)：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，然后產(chǎn)生沉淀的反應(yīng)為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，通入CO₂氣體2.24L時，生成11.7克的沉淀，沉淀為氫氧化鋁，其物質(zhì)的量=

11.7g

78g/mol

=0.15，二氧化碳物質(zhì)的量為0.1mol，則生成沉淀時消耗二氧化碳為0.075mol，則有0.025mol二氧化碳與NaOH反應(yīng)，可知剩余氫氧化鈉為0.05mol，據(jù)此結(jié)合方程式計算．

解答： 解：鹽酸濃、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255mg×

336mL

280mL

=306mg＜385mg，故乙中金屬剩余，鹽酸不足，
（1）乙、丙中鹽酸完全，可以根據(jù)反應(yīng)生成氫氣體積計算鹽酸的物質(zhì)的量濃度，鹽酸完全反應(yīng)生成氫氣336mL，氫氣的物質(zhì)的量為

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(zhì)的量濃度為

0.03mol

0.03L

=1mol/L，
故答案為：1mol/L；
（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，令鎂、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=

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(zhì)的量之比為0.005mol：0.005mol=1：1，
故答案為：1：1；
（3）甲組實驗后，向容器中加入一定量的NaOH溶液，恰好使鋁元素全部以AlO₂^-形式存在，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，此時溶液中溶質(zhì)為NaCl、NaAlO₂，根據(jù)鈉離子守恒，則：n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），結(jié)合Cl氯離子、Al原子守恒，可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂）=n（HCl）+n（Al）=0.03mol+0.005mol=0.035mol，故需要1mol/L NaOH溶液的體積為

0.035mol

1mol/L

=0.035L，
故答案為：0.035；
（4）開始可能發(fā)生反應(yīng)：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，然后產(chǎn)生沉淀的反應(yīng)為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，通入CO₂氣體2.24L時，生成11.7克的沉淀，沉淀為氫氧化鋁，其物質(zhì)的量=

11.7g

78g/mol

=0.15，二氧化碳物質(zhì)的量為0.1mol，則生成沉淀時消耗二氧化碳為0.075mol，則與NaOH反應(yīng)的二氧化碳為0.1mol-0.075mol=0.025mol，故剩余氫氧化鈉為0.025mol×2=0.05mol，
通入CO₂氣體1.12L時，其物質(zhì)的量為

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，則：
    2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
0.05mol   0.025mol
故剩余0.025mol二氧化碳與偏鋁酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，
2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
      0.025mol   0.05mol
故產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量=0.05mol×78g/mol=3.9g
答：生成的沉淀是3.9克．

點評：本題考查混合物的計算，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，（4）中注意利用過程法判斷剩余氫氧化鈉，題目難度中等，側(cè)重考查學(xué)生對數(shù)據(jù)的分析處理及解決問題能力的考查．