Question

某同學在實驗室進行甲、乙、丙、丁4組實驗：各取40mL同濃度的鹽酸，加入同一種鎂鋁合金粉末，合金質量和生成氣體體積記錄如表：

實驗序號	甲	乙	丙	丁
合金質量（g）	0.204	0.306	0.408	0.510
生成氣體體積（mL） （標準狀況）	224	336	448	448

請回答：
（1）鹽酸的物質的量濃度為

1

mol/L．
（2）乙組合金中鎂的質量是

0.144

g．（精確到0.001）
（3）若在甲組實驗后的溶液中加入濃度為0.5mol/L NaOH溶液，使產生的Al（OH）₃沉淀恰好溶解，則需NaOH溶液的體積為

88

mL．

Answer 1

分析：鹽酸的體積一定，故各組實驗中n（HCl）相同，甲、乙、丙產生氫氣的體積，隨合金的質量增大而增大，說明甲、乙中鹽酸過量，金屬不足；丙中加入0.408g合金時生成氣體的體積為448mL，繼續(xù)加入合金，生成氣體體積不變，說明丙中鹽酸完全反應，丁中合金過量，生成448mL氫氣需要合金的質量為0.204g×

448mL

224mL

=0.408g，故丙中鹽酸與合金恰好反應，
（1）利用第三組數據計算，根據n=

V

Vm

計算氫氣的物質的量，故氫原子守恒可知n（HCl）=2n（H₂），再根據c=

n

V

計算；
（2）令Mg、Al的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量之和及生成氫氣體積列方程計算x、y的值，再根據m=nM計算Mg的質量；
（3）在甲組實驗后的溶液中加入濃度為0.5mol/L NaOH溶液，使產生的Al（OH）₃沉淀恰好溶解，此時溶液中溶質為NaAlO₂、NaCl，由氯離子守恒n（NaCl）=n（HCl），由Al原子守恒，n（NaAlO₂）=n（Al），結合（2）中的計算計算n（Al），根據鈉離子守恒n（NaOH）=n（NaAlO₂）+n（NaCl），再根據V=

n

c

計算需要氫氧化鈉溶液的體積．

解答：解：鹽酸的體積一定，故各組實驗中n（HCl）相同，甲、乙、丙產生氫氣的體積，隨合金的質量增大而增大，說明甲、乙中鹽酸過量，金屬不足；丙中加入0.408g合金時生成氣體的體積為448mL，繼續(xù)加入合金，生成氣體體積不變，說明丙中鹽酸完全反應，丁中合金過量，生成448mL氫氣需要合金的質量為0.204g×

448mL

224mL

=0.408g，故丙中鹽酸與合金恰好反應，
（1）利用第三組數據計算，氫氣的物質的量為

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，故氫原子守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=2×0.02mol=0.04mol，故該鹽酸的濃度為

0.04mol

0.04L

=1mol/L，故答案為：1；
（2）令Mg、Al的物質的量分別為xmol、ymol，則：

24x+27y=0.306 2x+3y= 0.336 22.4 ×2

解得x=0.006，y=0.006，
故Mg的質量為0.006mol×24g/mol=0.144g，
故答案為：0.144；
（3）在甲組實驗后的溶液中加入濃度為0.5mol/L NaOH溶液，使產生的Al（OH）₃沉淀恰好溶解，此時溶液中溶質為NaAlO₂、NaCl．
由（2）計算可知化合物中Mg、Al的物質的量之比為1：1，故甲中n（Al）=

0.204g

24g/mol+27g/mol

=0.004mol，由Al原子守恒，n（NaAlO₂）=n（Al）=0.004mol，由氯離子守恒n（NaCl）=n（HCl）=0.04mol，根據鈉離子守恒n（NaOH）=n（NaAlO₂）+n（NaCl）=0.004mol+0.04mol=0.044mol，故需要氫氧化鈉溶液的體積為

0.044mol

0.5mol/L

=0.088L=88mL，
故答案為：88．

點評：本題考查混合物的有關計算，難度中等，注意根據數據關系判斷反應的過量問題為解答該題的關鍵．