Question

15．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，甲、乙、丙各取300mL同濃度的鹽酸，加入不同質(zhì)量的同一鎂鋁合金粉末，有關(guān)數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	甲	乙	丙
合金質(zhì)量/mg	510	765	918
氣體體積/mL	560	672	672

（1）鹽酸的物質(zhì)的量濃度是0.2mol/L；
（2）合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)47.1%；（保留小數(shù)點(diǎn)后一位）
（3）在丙實(shí)驗(yàn)之后，還需向容器中加入1.00mol/L的NaOH溶液78毫升才能使剩余合金中的鋁全部溶解（設(shè)剩余合金與原合金的成分相同）．[提示：AlCl₃與少量燒堿反應(yīng)生成Al（OH）₃沉淀； AlCl₃與足量燒堿反應(yīng)方程式為AlCl₃+4NaOH═NaAlO₂+3NaCl+2H₂O]．

Answer 1

分析 （1）對(duì)比甲乙數(shù)據(jù)，加合金質(zhì)量為765mg時(shí)生氣氫氣比甲中多，說(shuō)明甲中鹽酸過(guò)量，對(duì)比乙丙數(shù)據(jù)，加918mg合金時(shí)氫氣的體積不變，說(shuō)明加入770mg合金時(shí)鹽酸已完全反應(yīng)，加入918g鎂鋁合金時(shí)，最多只能生成672mL的氫氣，說(shuō)明鹽酸最多只能產(chǎn)生672mL的氫氣，以此計(jì)算鹽酸的濃度；
（2）用甲組來(lái)計(jì)算合金中的鎂、鋁的物質(zhì)的量，然后計(jì)算出合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）丙實(shí)驗(yàn)之后，向容器中加入一定量的1.00mol/l的NaOH溶液能使合金中的鋁粉恰好完全溶解，溶液中溶質(zhì)為氯化鈉、偏鋁酸鈉．由（2）中計(jì)算Mg、Al的物質(zhì)的量可知丙中Al的物質(zhì)的量，根據(jù)鋁元素守恒計(jì)算偏鋁酸鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)鈉離子守恒計(jì)算溶液中n（NaCl）0.2mol/L×0.2L=0.06mol．根據(jù)鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），據(jù)此計(jì)算氫氧化鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計(jì)算氫氧化鈉的體積．

解答 解：（1）加入918g鎂鋁合金時(shí)，最多只能生成672mL的氫氣，說(shuō)明鹽酸最多只能產(chǎn)生672mL的氫氣，
所以就672mL來(lái)計(jì)算鹽酸的物質(zhì)的量，
氣體的物質(zhì)的量為：$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，
根據(jù)H元素質(zhì)量守恒可計(jì)算出300mL鹽酸中HCl的物質(zhì)的量為：2×0.03mol=0.06mol，
鹽酸的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.06mol}{0.3L}$=0.2mol/L，
故答案為：0.2mol/L；
（2）根據(jù)生成氫氣的體積可知，甲組中氯化氫過(guò)量，
設(shè)Mg的物質(zhì)的量為x，Al的物質(zhì)的量為y，
生成氣體的物質(zhì)的量為：$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol，
依題合金的質(zhì)量可得：①24x+27y=0.510g，
根據(jù)生成的氫氣可得：②x+$\frac{3}{2}$y=0.025mol，
解①②方程組得：x=0.01mol；y=0.01mol，
所以合金中Ag的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{24g/mol×0.01mol}{0.51g}$×100%≈47.1%%，
故答案為：47.1%；
（3）丙實(shí)驗(yàn)之后，向容器中加入一定量的1.00mol/l的NaOH溶液能使合金中的鋁粉恰好完全溶解，溶液中溶質(zhì)為氯化鈉、偏鋁酸鈉，
由（2）中計(jì)算Mg、Al的物質(zhì)的量可知丙中Al的物質(zhì)的量為0.01mol×$\frac{918mg}{510mg}$=0.018mol，
根據(jù)鋁元素守恒計(jì)算偏鋁酸鈉的物質(zhì)的量為0.036mol，根據(jù)氯離子守恒可知n（NaCl）=0.2mol/L×0.3L=0.06mol，根據(jù)鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂）=0.018mol+0.06mol=0.078mol，
故需要?dú)溲趸�鈉溶液的體積為$\frac{0.078mol}{1mol/L}$=0.078L=78mL，
故答案為：78mL．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度較大，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意熟練掌握物質(zhì)的量與物質(zhì)的量濃度、摩爾質(zhì)量之間的關(guān)系，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及邏輯推理能力．