Question

如圖所示是測定鎂粉（含有少量雜質(zhì)Al）純度的實(shí)驗(yàn)裝置，所用NaOH溶液的濃度為4.5mol/L，體積為100mL，不同時(shí)間段電子天平的讀數(shù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)操作	時(shí)間（min）	電子天平的讀數(shù)（g）
燒杯+NaOH溶液		120.0
燒杯+NaOH溶液+樣品	0	135.6
	1	135.1
	2	134.7
	3	134.4
	4	134.4

（1）請列式計(jì)算樣品中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？
（2）求反應(yīng)后溶液中的c（OH^-）？（假定反應(yīng)前后溶液體積不變）
（3）若定義：平均反應(yīng)速率═某物質(zhì)發(fā)生變化的物質(zhì)的量/反應(yīng)經(jīng)歷的時(shí)間，則用H₂物質(zhì)的量的變化所表示的上述反應(yīng)從開始到結(jié)束時(shí)的平均速率為多少？

Answer 1

分析：（1）先根據(jù)電子天平的讀數(shù)得出樣品的質(zhì)量為15.6g，鋁能NaOH溶液反應(yīng)，而鎂與NaOH溶液不反應(yīng)，燒杯+NaOH溶液+樣品質(zhì)量減少的是氫氣，根據(jù)鋁能NaOH溶液反應(yīng)，求出鋁的質(zhì)量，最后求出鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）鋁能NaOH溶液反應(yīng)，而鎂與NaOH溶液不反應(yīng)，燒杯+NaOH溶液+樣品質(zhì)量減少的是氫氣，根據(jù)鋁能NaOH溶液反應(yīng)，求出過量的NaOH的物質(zhì)的量，最后求出溶液中的c（OH^-）．
（3）根據(jù)平均速率V=

△n

△t

來分析．

解答：解：（1）樣品的質(zhì)量為15.6g，NaOH的物質(zhì)的量為：4.5mol/L×0.1L=0.45mol，鋁能NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量為135.6g-134.4g=1.2g，其物質(zhì)的量為0.6mol，
   2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂ +3H₂↑
   2       2                3
  0.4mol  0.4mol           0.6mol
NaOH溶液過量，鋁全部參加反應(yīng)，鋁的質(zhì)量為 0.4mol×27g/mol=10.8g，則鎂的質(zhì)量為15.6g-10.8g=4.8g，所以鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

4.8g

15.6g

×100%=30.8%，
答：計(jì)算樣品中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)30.8%．
（2）樣品的質(zhì)量為15.6g，NaOH的物質(zhì)的量為：4.5mol/L×0.1L=0.45mol，鋁能NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量為135.6g-134.4g=1.2g，其物質(zhì)的量為0.6mol，
  2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂ +3H₂↑
   2       2              3
  0.4mol  0.4mol          0.6mol
NaOH溶液過量，鋁全部參加反應(yīng)，過量的NaOH為0.45mol-0.4mol=0.05mol，反應(yīng)后溶液中的c（OH^-）=

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，故答案為：反應(yīng)后溶液中的c（OH^-）為0.5mol/L．
（3）平均速率V=

△n

△t

=

0.6mol

3min

=0.2mol/min，
答：用H₂物質(zhì)的量的變化所表示的上述反應(yīng)從開始到結(jié)束時(shí)的平均速率為0.2mol/min．

點(diǎn)評：本題主要考查了物質(zhì)成分含量的計(jì)算，抓住鋁能NaOH溶液反應(yīng)，而鎂與NaOH溶液不反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，難度中等．