Question

4．將11gFe、Al混合物投入到200mL6.0mol/鹽酸中，充分反應，固體完全溶解，共得到標準狀態(tài)的H₂8.96L．假設反應前后溶液的體積不變．求：
（1）反應中轉移的電子總數(shù)；
（2）最后所得溶液中溶質的物質的量濃度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算氫氣物質的量，結合H元素化合價變化計算轉移電子數(shù)目；
（2）假設Fe、Al物質的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者總質量、電子轉移守恒列方程計算Fe、Al物質的量，由原子守恒可得FeCl₂、AlCl₃物質的量，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算二者物質的量濃度，根據(jù)H原子守恒判斷HCl是否完全反應，若有剩余，進而計算反應后溶液中HCl濃度．

解答 解：（1）標況下，氫氣物質的量為$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，由H元素化合價變化，可知轉移電子數(shù)目為0.4mol×2×6.02×10²³mol^-1=4.816×10²³，
答：轉移電子數(shù)目為4.816×10²³；
（2）假設Fe、Al物質的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者總質量、電子轉移守恒，則：
$\left\{\begin{array}{l}{56x+27y=11}\\{2x+3y=0.4×2}\end{array}\right.$
解得x=0.1、y=0.2，
則n（FeCl₂）=n（Fe）=0.1mol，則c（FeCl₂）=$\frac{0.1mol}{0.2L}$=0.5mol/L；
n（AlCl₃）=n（Al）=0.2mol，c（AlCl₃）=$\frac{0.2mol}{0.2L}$=1mol/L，
原鹽酸中n（HCl）=0.2L×4mol/L=0.8mol，生成0.4mol氫氣需要0.8molHCl，則HCl也恰好完全反應，
答：最后所得溶液中FeCl₂為0.5mol/L、AlCl₃為1mol/L．

點評 本題考查化學方程式計算、混合物計算，題目利用守恒法解答，較好的考查學生分析計算能力，難度中等．