Question

在標準狀況下進行甲、乙、丙三組實驗．三組實驗各取同濃度的鹽酸30mL，加入同一種鎂鋁合金粉末，產生氣體．有關數(shù)據(jù)列表如下（氣體體積均為標準狀況下測得）：

實驗序號	甲	乙	丙
合金質量/g	0.255	0.385	0.459
生成氣體/ml	280	336	336

（1）甲組實驗中，鹽酸

過量

；乙組實驗中，鹽酸

不足

（填“過量“、“適量“或“不足“）
（2）該鹽酸的物質的量濃度

1mol/L

．
（3）合金中Mg、Al的物質的量之比為

1：1

．
（4）在丙組實驗后，向容器中加入1mol/L的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
則溶液中AlO₂^-的物質的量為

0.009

mol；溶液中Na⁺的物質的量為

0.039

mol；所加NaOH溶液的體積為

39

ml．

Answer 1

分析：（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，根據(jù)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(jù)n=

V

Vm

計算氫氣的物質的量，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），據(jù)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(jù)甲組數(shù)據(jù)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(jù)二者質量之和與電子轉移守恒列方程計算x、y的值，據(jù)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(jù)鋁元素守恒計算偏鋁酸鈉的物質的量，根據(jù)氯離子守恒計算溶液中n（NaCl）=n（HCl），根據(jù)鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），n（Na⁺）=n（NaOH），再根據(jù)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0.255g×

336mL

280mL

=0.306g，故乙中金屬屬于，鹽酸不足，
故答案為：過量；不足；
（2）鹽酸完全反應生成氫氣336mL，氫氣的物質的量為

0.336L

22.4L/mol

=0.015mol，根據(jù)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：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(jù)甲組數(shù)據(jù)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(jù)二者質量可知24x+27y=0.255，根據(jù)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：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×

0.459g

0.255g

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

0.039mol

1mol/L

=0.039L=39mL，
故答案為：0.009；0.039；39．

點評：本題考查混合物的計算，根據(jù)表中數(shù)據(jù)關系判斷反應的過量問題是關鍵，（4）中注意利用守恒思想解答，題目難度中等．