Question

10．甲、乙两烧杯中盛有物质的量浓度相等的盐酸、氢氧化钠溶液各1L，分别向其中加入等质量的铝片，反应完全后，甲中产生H₂的体积为2.24L，乙中产生H2的体积为3.36L（气体体积均在标准状况下测定），则下列判断正确的是（　　）

• A． 甲、乙中铝都有剩余
• B． 铝片的质量是5.4 g
• C． 盐酸或氢氧化钠的物质的量浓度为0.1 mol/L
• D． 盐酸或氢氧化钠的物质的量浓度为0.2 mol/L

Answer 1

分析 由2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，酸碱足量，生成气体相同；金属足量，酸碱不足，生成气体为1：3，由盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量相同，应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=2：3，比值处于 2：3和1：1之间，由于铝消耗酸量大于碱，此时铝对于酸过量而对于碱不足，结合化学反应方程式计算即可．

解答 解：盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量相等，两烧杯中分别加入铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=2：3，比值处于 2：3和1：1之间，由于铝消耗酸量大于碱，此时铝对于酸过量而对于碱不足；
铝与酸反应时酸完全反应，生成的氢气的物质的量为0.1mol，
则 2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑
    2   6             3
   $\frac{0.2}{3}$  0.2           0.1
消耗Al的质量是$\frac{0.2}{3}$mol×27g/mol=1.8g，
碱与金属铝反应时铝完全反应，生成的氢气的物质的量为0.15mol，
则 2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
   2     2                  3                  
  0.1    0.1               0.15mol
则Al的质量为0.1mol×27g/mol=2.7g，
A、甲中铝有剩余，故A错误；
B、甲、乙中消耗铝的质量是1.8g、2.7g，铝对于酸过量而对于碱不足，铝片的质量是5.4g，故B错误；
C、铝对于酸过量而对于碱不足，所以盐酸或氢氧化钠的物质的量浓度为$\frac{0.2mol}{1L}$=0.2 mol/L，故C错误；
D、盐酸或氢氧化钠的物质的量浓度为$\frac{0.2mol}{1L}$=0.2 mol/L，故D正确．
故选D．

点评 本题考查Al的化学性质及利用化学反应方程式的计算，为高频考点，把握铝与酸、碱反应水的化学反应方程式，酸碱足量、酸碱均不足量时得到的氢气的关系是解答本题的关键，题目难度中等．