题目内容

现有等物质的量的Mg和Al的混合物a g与100ml盐酸反应,(气体体积均以标准状况计算)
(1)该混合物中Mg和Al的质量比为
8:9
8:9

(2)如果金属与盐酸恰好完全反应,则盐酸的浓度为
50a
51
mol/L
50a
51
mol/L

(3)如果反应后金属有剩余,盐酸不足,要计算生成H2的体积,还需要知道
盐酸的物质的量浓度
盐酸的物质的量浓度

(4)如盐酸过量,生成H2的体积为
56a
51
L
56a
51
L
L
(5)若Mg和Al不是以等物质的量混合,则a g混合物与足量盐酸完全反应时生成H2体积(V)的范围是
22.4a
24
L<V(H2)<
22.4a
18
L
22.4a
24
L<V(H2)<
22.4a
18
L
分析:(1)物质的量相等,质量之比等于摩尔质量之比.
(2)令二者的物质的量为xmol,根据二者的质量之和计算x的值,二者与盐酸恰好反应,根据电荷守恒可知,金属提供的电子的物质的量等于氯离子的物质的量,进而计算盐酸的浓度.
(3)如果反应后金属有剩余,盐酸不足,盐酸完全反应,由氢元素守恒可知要计算生成H2的体积,还需要知道盐酸的物质的量浓度.
(4)根据电子转移守恒计算生成氢气的物质的量,再根据V=nVm计算生成氢气的体积.
(5)金属提供的电子越多,生成的氢气的体积越大.利用极限法计算,当全是Al时,金属提供的电子的物质的量最多,生成的氢气的体积最大;当全是Mg时,金属提供的电子最少,生成的氢气的体积最少.利用电子转移守恒计算生成的氢气的物质的量,再根据V=nVm计算生成氢气的体积.
解答:解:(1)物质的量相等,质量之比等于摩尔质量之比,故等物质的量的Mg和Al的质量之比为24g/mol:27g/mol=8:9.
故答案为:8:9.
(2)令二者的物质的量为xmol,则24x+27x=a,解得x=
a
51
,二者与盐酸恰好反应,根据电荷守恒可知,金属提供的电子的物质的量等于氯离子的物质的量,故n(HCl)=
a
51
mol×2+
a
51
mol×3=
5a
51
mol,故盐酸的浓度为
5a
51
mol
0.1mol
=
50a
51
mol/L.
故答案为:
50a
51
mol/L.
(3)如果反应后金属有剩余,盐酸不足,盐酸完全反应,由氢元素守恒可知要计算生成H2的体积,还需要知道盐酸的物质的量浓度.
故答案为:盐酸的物质的量浓度.
(4)令生成的氢气的物质的量为ymol,根据电子转移守恒有
a
51
mol×2+
a
51
mol×3=2ymol,解得y=
2.5a
51
mol,生成氢气的体积为
2.5a
51
mol×22.4L/mol=
56a
51
L.
故答案为:
56a
51
L.
(5)金属提供的电子越多,生成的氢气的体积越大.假设全是Al时,金属提供的电子的物质的量最多,生成的氢气的体积最大.Al的物质的量为
ag
27g/mol
=
a
27
mol,根据电子转移守恒可知,生成氢气的物质的量为
a
27
mol×3×
1
2
=
a
18
mol,体积为
a
18
mol×22.4L/mol=
22.4a
18
L;
假设全是Mg时,金属提供的电子最少,生成的氢气的体积最少,Mg的物质的量为
ag
24g/mol
=
a
24
mol,根据电子转移守恒可知,生成氢气的物质的量为
a
24
mol×2×
1
2
=
a
24
mol,体积为
a
24
mol×22.4L/mol=
22.4a
24
L.
故生成氢气的体积范围为:
22.4a
24
L<V(H2)<
22.4a
18
L.
故答案为:
22.4a
24
L<V(H2)<
22.4a
18
L.
点评:考查镁铝的性质、混合物的有关计算等,难度中等,注意(5)中极限法的运用.
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