Question

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______
（2）如果金属与盐酸恰好完全反应，则盐酸的浓度为______
（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______
（4）如盐酸过量，生成H₂的体积为______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______．

Answer 1

【答案】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=，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）=mol×2+mol×3=mol，故盐酸的浓度为=mol/L．
故答案为：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mol×2+mol×3=2ymol，解得y=mol，生成氢气的体积为mol×22.4L/mol=L．
故答案为：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=mol，根据电子转移守恒可知，生成氢气的物质的量为mol×3×=mol，体积为mol×22.4L/mol=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=mol，根据电子转移守恒可知，生成氢气的物质的量为mol×2×=mol，体积为mol×22.4L/mol=L．
故生成氢气的体积范围为：L＜V（H₂）＜L．
故答案为：L＜V（H₂）＜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．