Question

8．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)．三組實(shí)驗(yàn)均各取300mL同濃度的鹽酸，加入同一種鎂鋁合金粉末，產(chǎn)生氣體，有關(guān)數(shù)據(jù)見下表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	甲	乙	丙
鹽酸體積/mL	300	300	300
合金質(zhì)量/g	5.1	7.65	9.18
生成氣體體積/L	5.6	6.72	6.72

（1）甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中，哪一組鹽酸是不足量的？乙（填“甲”或“乙”）．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)能否求得鹽酸的物質(zhì)的量濃度？能．（填“能”或“否”）
（3）求合金中Mg、Al的物質(zhì)的量之比（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 （1）鹽酸濃度、體積一定，甲中合金質(zhì)量小于乙中合金質(zhì)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(yīng)；根據(jù)甲中金屬與氫氣的體積定比關(guān)系計(jì)算生成6.72L氫氣需要金屬的質(zhì)量，確定乙中鹽酸與金屬是否恰好反應(yīng)；
（2）乙、丙中鹽酸完全反應(yīng)，可以根據(jù)反應(yīng)生成氫氣體積計(jì)算鹽酸的物質(zhì)的量濃度，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計(jì)算氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），據(jù)此計(jì)算；
（3）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應(yīng)，此時(shí)生成氫氣280mL，故可以根據(jù)甲組數(shù)據(jù)計(jì)算金屬的物質(zhì)的量之比，設(shè)鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和與電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計(jì)算x、y的值，據(jù)此解答．

解答 解：（1）鹽酸濃、體積一定，甲中合金質(zhì)量小于乙中合金質(zhì)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(yīng)，乙中合金質(zhì)量小于丙中合金質(zhì)量，且乙、丙生成氣體體積相等，說明乙、丙中鹽酸完全反應(yīng)，
根據(jù)甲可知，生成6.72L氫氣需要金屬的質(zhì)量為：5.1g×$\frac{6.72L}{5.6L}$=6.12g，故乙中金屬有剩余，鹽酸不足，
故答案為：乙；
（2）乙、丙中鹽酸完全反應(yīng)，可以根據(jù)反應(yīng)生成氫氣體積計(jì)算鹽酸的物質(zhì)的量濃度，鹽酸完全反應(yīng)生成氫氣6.72L，氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，根據(jù)氫元素守恒可知：n（HCl）=2n（H₂）=2×0.3mol=0.6mol，故鹽酸的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.6mol}{0.3L}$=2mol/L，
故答案為：能；
（3）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應(yīng)，此時(shí)生成氫氣280mL，故可以根據(jù)甲組數(shù)據(jù)計(jì)算金屬的物質(zhì)的量之比，設(shè)鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量可知：①24x+27y=5.1，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有：②2x+3y=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$×2=0.5，
根據(jù)①②聯(lián)立解得：x=0.1、y=0.1，
所以合金中鎂與鋁的物質(zhì)的量之比為：0.1mol：0.1mol=1：1，
答：合金中Mg、Al的物質(zhì)的量之比為1：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，根據(jù)表中數(shù)據(jù)關(guān)系判斷反應(yīng)的過量問題是關(guān)鍵，注意掌握有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．