Question

13．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：甲、乙、丙各取30.00mL同濃度的鹽酸，加入同一鎂、鋁合金，產(chǎn)生氣體，測得有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	甲	乙	丙
合金質(zhì)量	0.255g	0.385g	0.459g
氣體體積	280mL	336mL	336mL

（1）分析上表數(shù)據(jù)后填空：
①鹽酸的物質(zhì)的量濃度為1mol/L，在表中可作為計(jì)算依據(jù)的是（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)，要求全部寫出）乙、丙
②據(jù)（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）甲中的數(shù)據(jù)，可計(jì)算出合金中鎂與鋁的物質(zhì)的量之比為1：1
（2）在丙實(shí)驗(yàn)之后，向容器中加入一定量1.00mol/L的NaOH溶液，使合金中的鋁恰好完全溶解，再濾出不溶固體請(qǐng)計(jì)算：
①濾液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量
②加入NaOH溶液的體積．

Answer 1

分析 （1）①乙、丙中鹽酸完全，可以根據(jù)反應(yīng)生成氫氣體積計(jì)算鹽酸的物質(zhì)的量濃度，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計(jì)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(jì)算；
②甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應(yīng)，此時(shí)生成氫氣280mL，故可以根據(jù)甲組數(shù)據(jù)計(jì)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(jì)算x、y的值，據(jù)此解答；
（2）①在丙實(shí)驗(yàn)之后，向容器中加入一定量1.00mol/L的NaOH溶液，使合金中的鋁恰好完全溶解，再濾出不溶固體，溶液中溶質(zhì)為NaCl、NaAlO₂，根據(jù)氫氣的體積計(jì)算HCl的物質(zhì)的量，溶液中（NaCl）=n（Cl^-），設(shè)0.459g合金中含鋁的物質(zhì)的量為xmol，結(jié)合（1）中Mg、Al物質(zhì)的量關(guān)系，根據(jù)質(zhì)量列方程計(jì)算，由Al元素守恒n（NaAlO₂）=n（Al）；
②根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），進(jìn)而計(jì)算氫氧化鈉的體積．

解答 解（1）①乙、丙中鹽酸完全，可以根據(jù)反應(yīng)生成氫氣體積計(jì)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$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=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(zhì)的量濃度為$\frac{0.03mol}{0.03L}$=1mol/L，
故答案為：1；乙、丙；
②甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應(yīng)，此時(shí)生成氫氣280mL，故可以根據(jù)甲組數(shù)據(jù)計(jì)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=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$×2，聯(lián)立方程解得：x=0.005、y=0.005，故合金中鎂與鋁的物質(zhì)的量分別為0.005mol、0.005mol，則合金中鎂與鋁的物質(zhì)的量之比為1：1；
故答案為：甲；1：1；
（2）①在丙實(shí)驗(yàn)之后，向容器中加入一定量1.00mol/L的NaOH溶液，使合金中的鋁恰好完全溶解，再濾出不溶固體，溶液中溶質(zhì)為NaCl、NaAlO₂，
鹽酸完全反應(yīng)生成氫氣336mL，氫氣的物質(zhì)的量=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，溶液中（NaCl）=n（Cl^-）=0.03mol，
設(shè)0.459g合金中含鋁的物質(zhì)的量為xmol，由（1）中計(jì)算可知，Mg的物質(zhì)的量也是x mol，則：27x+24x=0.459，解得x=0.009mol，n（NaAlO₂）=n（Al）=0.009mol，
答：濾液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量：NaCl為0.03mol，NaAlO₂為0.009mol；
②根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂）=0.03mol+0.009mol=0.039mol，故需要?dú)溲趸�鈉溶液的體積=0.039mol÷1mol/L=0.039L=39mL，
答：加入NaOH溶液的體積39mL．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的計(jì)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，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和對(duì)數(shù)據(jù)分析處理能力，題目難度中等．