Question

在標準狀況下進行甲、乙、丙三組實驗．三組實驗均各取30mL同濃度的鹽酸溶液，加入同一種鎂鋁合金粉末，產生氣體．有關數據如表：

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）乙組實驗中，鹽酸

 

（填“過量”、“適量”、“不足量”）．
（2）要計算出鹽酸的物質的量濃度，題中可作為計算依據的數據是

 

，求得鹽酸的物質的量濃度為

 

．
（3）求合金中鎂、鋁的物質的量之比，題中可作為計算依據的數據是

 

，求得的鎂、鋁物質的量之比是

 

．
（4）在丙組實驗之后，向容器中加入1mol?L^-1的氫氧化鈉溶液，能使合金中的鋁恰好溶解，不形成含鋁的沉淀，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，再過濾出不溶固體．求所加入的氫氧化鈉溶液的體積．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）鹽酸濃度、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n=

V

Vm

計算氫氣的物質的量，根據氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），據此計算；
（3）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應，此時生成氫氣280mL，故可以根據甲組數據計算金屬的物質的量之比，令鎂、鋁的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量之和與電子轉移守恒列方程計算x、y的值，據此解答；
（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．由（2）中計算Mg、Al的物質的量可知丙中Al的物質的量，根據鋁元素守恒計算偏鋁酸鈉的物質的量，根據氯離子守恒計算溶液中n（NaCl）=n（HCl），根據鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），再根據V=

n

c

計算氫氧化鈉的體積．

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255mg×

336mL

280mL

=306mg，故乙中金屬剩余，鹽酸不足，
故答案為：不足；
（2）鹽酸完全反應生成氫氣336mL，可以乙或丙中的數據計算鹽酸的濃度，氫氣的物質的量為

0.336L

22.4L/mol

=0.015mol，根據氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=2×0.015mol=0.03mol，故鹽酸的物質的量濃度為

0.03mol

0.03L

=1mol/L，
故答案為：乙或丙；1mol/L；
（3）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應，此時生成氫氣280mL，故可以根據甲組數據計算金屬的物質的量之比，令鎂、鋁的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量可知24x+27y=0.255，根據電子轉移守恒有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的量之比為0.005mol：0.005mol=1：1，
故答案為：甲；1：1；
（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，由（3）中計算Mg、Al的物質的量可知丙中Al的物質的量為0.005mol×

459mg

225mg

=0.009mol，根據鋁元素守恒可知n（NaAlO₂）=n（Al原子）=0.009mol，根據氯離子守恒可知n（NaCl）=1mol/L×0.03L=0.03mol，根據鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂）=0.03mol+0.009mol=0.039mol，故需要氫氧化鈉溶液的體積為

0.039mol

1mol/L

=0.039L=39mL，
答：所加入的氫氧化鈉溶液的體積39mL．

點評：本題考查混合物的計算，關鍵是根據表中數據關系判斷反應的過量問題，（4）中注意利用守恒思想解答，難度中等．