Question

(8分)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，進(jìn)行甲、乙、丙三組實驗，各取30.0 mL相同濃度的鹽酸，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)：

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算：

（1）鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度為_____________。

（2）合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計算結(jié)果保留至0.1％，有必要的計算步驟和語言敘述，只寫答案不得分，下同)。

（3）甲組實驗后，還需向容器中加入lmol·L-1的NaOH溶液多少毫升恰好使鋁元素以[Al(OH)4]-存在，并使Mg2+剛好沉淀完全?

 

Answer 1

（1）2.0mol/L （2）47.1% （3）70mL

【解析】

試題分析：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672mL氫氣需要金屬的質(zhì)量為510mg×＝612mg＜765mg，故乙中金屬剩余，鹽酸不足，則

（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672mL，氫氣的物質(zhì)的量為0.672L÷22.4L/mol＝0.03mol，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）＝2n（H2）＝2×0.03mol＝0.06mol，故鹽酸的物質(zhì)的量濃度為0.06mol÷0.03L＝2mol/L，故答案為：2mol/L；

（2）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應(yīng)，此時生成氫氣560mL，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=0.51，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有2x+3y＝×2，聯(lián)立方程解得：x＝y(tǒng)＝0.01，故合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝47.1%，故答案為：47.1%；

（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[Al(OH)4]-形式存在，并使Mg2+剛好沉淀完全，此時溶液中溶質(zhì)為NaCl、Na[Al(OH)4]，根據(jù)鈉離子守恒，則：n（NaOH）＝n（NaCl）+n{ Na[Al(OH)4]}，結(jié)合氯氯離子、Al原子守恒，可知n（NaOH）＝n（NaCl）+ n{ Na[Al(OH)4]}＝n（HCl）+n（Al）＝0.06mol+0.01mol=0.07mol，故需要1mol/L NaOH溶液的體積為0.07mol÷1mol/L＝0.07L＝70ml，故答案為：70mL。

考點：考查鎂鋁合金與酸堿反應(yīng)的有關(guān)計算