Question

9．欲測定某鋁銅合金的組成，進行了如下實驗：稱取粉末狀樣品1.0g，量取某濃度的鹽酸20mL，第一次往樣品中加入鹽酸10mL，收集到標準狀況下的氣體224mL．然后，再往樣品中加入鹽酸10mL，又收集到標準狀況下的氣體112mL．試求：
（1）所取鹽酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）樣品中鋁的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）由題意可知，第一次加入的鹽酸完全反應，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算生成氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算所取鹽酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）第二次加入10mL鹽酸，合金中的鋁完全反應，鹽酸過量，總共生成氫氣體積為224mL+112mL=336mL，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算生成氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算n（Al），再根據(jù)m=nM計算m（Al），進而計算Al的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）第一次加入的鹽酸完全反應，生成氫氣為$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=0.01mol×2=0.02mol，
故所取鹽酸的物質(zhì)的量濃度為：c（HCl）=$\frac{0.02mol}{0.01L}$=2mol/L，
答：所取鹽酸的物質(zhì)的量濃度為2mol/L；
（2）第二次加入10mL鹽酸，合金中的鋁完全反應，鹽酸過量，總共生成氫氣體積為224mL+112mL=336mL，其物質(zhì)的量為：$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，3n（Al）=0.015mol×2，故n（Al）=0.01mol，m（Al）=0.01mol×27g/mol=0.27g，
故該合金中Al的質(zhì)量分數(shù)：$\frac{2.7g}{1.0g}$×100%=27%，
答：該合金中Al的質(zhì)量分數(shù)為27%．

點評 本題考查混合物反應的計算，題目難度中等，判斷Al與鹽酸反應的過量情況是關(guān)鍵，利用守恒思想進行解答，可簡化計算過程，也可以利用方程式計算．