题目内容

10.现有4摩尔铝及足量稀HCl和稀NaOH溶液,欲将铝全部转化为Al(OH)3,所需HCl与NaOH的物质的量之和最少应是(  )
A.6摩尔B.4摩尔C.16摩尔D.8摩尔

分析 由Al制取Al(OH)3的途径有3种:
①2Al+6H+=2Al3++3H2↑,Al3++3OH-=Al(OH)3
②2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,AlO2-+H++H2O=Al(OH)3
③2Al+6H+=2Al3++3H2↑,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3
已知Al为4mol,根据方程式计算,消耗的酸和碱的量.

解答 解:由Al制取Al(OH)3的途径有3种:
①2Al+6H+=2Al3++3H2
4mol 12mol
Al3++3OH-=Al(OH)3
4mol 12mol
该方案理论上需要HCl与NaOH共24mol;
②2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
4mol 4mol
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3
4mol 4mol
该方案理论上需要HCl与NaOH共8mol;
③2Al+6H+=2Al3++3H2
1mol 3mol
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
3mol 3mol 3mol
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3
1mol 3mol
该方案理论上需要HCl与NaOH共6mol;
则所需HCl与NaOH的物质的量之和最少应是6mol.
故选:A.

点评 本题考查了铝及其化合物的转化,侧重于物质之间反应及根据方程式的有关计算,题目难度中等,考查了学生分析问题的能力和计算能力.

练习册系列答案
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1.某研究性学习小组为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计了下列三种不同实验方案进行探究,请根据他们的设计回答有关问题.
[探究一]实验方案:铝镁合金溶于NaOH溶液,测定剩余固体质量.
问题讨论:
(1)实验中发生反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑.
(2)若实验中称取5.4g铝镁合金粉末样品,投入V mL 2.0mol/L NaOH溶液中,充分反应.则NaOH溶液的体积V mL≥97mL.
(3)实验中,当铝镁合金充分反应后,在称量剩余固体质量前,还需进行的实验操作按顺序依次为过滤、洗涤、干燥固体.
[探究二]实验方案:称量x g铝镁合金粉末,放在如图1所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧.
问题讨论:
(4)欲计算Mg的质量分数,该实验中还需测定的数据是灼烧后固体的质量.
(5)假设实验中测出该数据为y g,则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为$\frac{17x-9y}{2x}$(用含x、y的代数式表示).
[探究三]实验方案:铝镁合金溶于稀硫酸,测定生成气体的体积.
问题讨论:
(6)同学们拟选用如图3的实验装置完成实验,你认为最简易的装置的连接顺序是a接edg(填接口字母,仪器不一定全选).
(7)同学们仔细分析(6)题中连接的实验装置后,又设计了如图2所示的实验装置.
①装置中导管a的作用是使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下.
②反应结束后发现量气管的液面高于干燥管的液面,此时应如何操作?将量气管向下移动使液面与干燥管中液面相平
③与(7)题图装置相比,用(6)题连接的装置进行实验时,将造成测量的气体体积偏大(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)

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