Question

6．用化學(xué)知識(shí)解答：
（1）等物質(zhì)的量的鈉、鎂、鋁與足量的鹽酸反應(yīng)，在相同的條件下產(chǎn)生氫氣的體積之比是1：2：3；
（2）若產(chǎn)生相同體積（同溫同壓下）的氫氣，所需鈉、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為6：3：2；
（3）把0.5mol鈉投入到m₁ g的水（過(guò)量）中得到a溶液，把0.5mol鎂投入m₂ g鹽酸（過(guò)量）中得到b溶液，若m₁=m₂，則a、b的質(zhì)量大小關(guān)系是a=b．
（4）把a(bǔ) g鋁鐵合金粉末溶于足量鹽酸中，再加入過(guò)量氫氧化鈉溶液．過(guò)濾出沉淀，經(jīng)洗滌、干燥、灼燒．得到紅棕色粉末的質(zhì)量仍為a g，則此合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%
（5）把 a mol Na和a mol Al一同投入到m g足量水中，所得溶液密度為d g/L，該溶液里溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為$\frac{ad}{m+46a}$mol/L．

Answer 1

分析 （1）（2）發(fā)生反應(yīng)：2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、Mg+HCl=MgCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，根據(jù)方程式計(jì)算解答；
（3）反應(yīng)后的溶液質(zhì)量增重=金屬質(zhì)量-生成氫氣的質(zhì)量，計(jì)算溶液質(zhì)量增重進(jìn)行判斷；
（4）a g鋁鐵合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過(guò)量NaOH 溶液，沉淀經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，得到紅棕色粉末為氧化鐵，氧化鐵質(zhì)量等于合金的質(zhì)量，利用組成可知氧化鐵中氧元素的質(zhì)量等于合金中鋁的質(zhì)量，以此來(lái)解答；
（5）發(fā)生總反應(yīng)為：Na+Al+2H₂O=NaAlO₂+2H₂↑，等物質(zhì)的量的Na、Al恰好反應(yīng)，最終恰好為NaAlO₂溶液，根據(jù)方程式計(jì)算n（NaAlO₂）、n（H₂），進(jìn)而計(jì)算溶液的質(zhì)量，根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計(jì)算溶液體積，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算偏鋁酸鈉的濃度．

解答 解：（1）分別取0.1mol鈉、鎂、鋁與足量鹽酸反應(yīng)，則：
2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、Mg+HCl=MgCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，
0.1mol               0.05mol 0.1mol              0.1mol 0.1mol              0.15mol
故在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比=0.05mol：0.1mol：0.15mol=1：2：3，
故答案為：1：2：3；
（2）產(chǎn)生相同物質(zhì)的量的氫氣，設(shè)氫氣為3mol，則：
2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、Mg+HCl=MgCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，
6mol                    3mol   3mol                3mol     2mol                    3mol
故所需鈉、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比=6mol：3mol：2mol=6：3：2，
故答案為：6：3：2；
（3）把0.5mol鈉投入到m₁g水（過(guò)量）中，則：
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
0.5mol                 0.25mol
故溶液質(zhì)量增重=0.5mol×23g/mol-0.25mol×2g/mol=11g，
把0.5mol鎂投入到m₂g鹽酸（過(guò)量）中，則：
Mg+HCl=MgCl₂+H₂↑
0.5mol            0.5mol
故溶液質(zhì)量增重=0.5mol×24g/mol-0.5mol×2g/mol=11g，
由于m₁=m₂，則所得溶液質(zhì)量相等，即a=b，
故答案為：a=b；
（4）由鋁鐵合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過(guò)量NaOH 溶液，沉沉經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，得到紅棕色粉末為氧化鐵，氧化鐵質(zhì)量等于合金的質(zhì)量，利用組成可知氧化鐵中氧元素的質(zhì)量等于合金中鋁的質(zhì)量，則合金中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于氧化鐵中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{16×3}{160}$×100%=30%，故答案為：30%；
（5）發(fā)生總反應(yīng)為：Na+Al+2H₂O=NaAlO₂+2H₂↑，等物質(zhì)的量的Na、Al恰好反應(yīng)，最終恰好為NaAlO₂溶液，由方程式可知n（NaAlO₂）=amol、n（H₂）=2amol，故m（H₂）=2a mol×2g/mol=4ag，則溶液的質(zhì)量為（mg+amol×23g/mol+amol×27g/mol）-4ag=（m+46a）g，故溶液的體積為$\frac{m+46a}7izcytd$L，故所得偏鋁酸鈉溶液的濃度為$\frac{amol}{\frac{m+46a}foji2pgL}$=$\frac{ad}{m+46a}$mol/L，故答案為：$\frac{ad}{m+46a}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查根據(jù)方程式進(jìn)行的計(jì)算，比較基礎(chǔ)，利用電子轉(zhuǎn)移守恒進(jìn)行更為簡(jiǎn)單，（3）中注意根據(jù)溶液質(zhì)量增重進(jìn)行解答．