Question

将铝和铁组成的混合物11g，加入到200mL 5mol/L盐酸中，反应后盐酸的浓度变为1.0mol/L（溶液体积变化忽略不计）．试求：
（1）反应中消耗HCl的物质的量．

0.8mol

（2）混合物中铝和铁的物质的量．

n（Al）=0.2mol、n（Fe）=0.1mol

（3）欲使Al³⁺完全转化为AlO₂^-，至少需要加入2.0mol/L的NaOH溶液的体积．

600ml

．

Answer 1

分析：（1）利用n=cV根据反应前HCl的物质的量减去反应后溶液中HCl的物质的量来计算；
（2）设Al、Fe的物质的量分别为x、y，根据金属的质量之和为11g及反应中消耗的HCl，利用方程式列式计算；
（3）根据铝的量结合元素守恒计算铝离子的物质的量，并根据铝离子和过量氢氧化钠反应的方程式进行计算即可．

解答：解：（1）消耗HCl的物质的量为0.2 L×5mol?L^-1-0.2 L×1 mol?L^-1=0.8mol，故答案为：0.8mol；
（2）设Al、Fe的物质的量分别为x、y，则：
2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑
x    3x           
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
y   2y 
所以27x+56y=11，3x+2y=0.8，
联立解得x=0.2mol、y=0.1mol，
故答案为：n（Al）=0.2mol、n（Fe）=0.1mol；
（3）加入氢氧化钠，先是和剩余的盐酸中和，然后将铝离子、亚铁离子沉淀，最后将氢氧化铝转化为偏铝酸钠，反应后剩余盐酸的物质的量是0.2mol，消耗氢氧化钠是0.2mol，Al³⁺完全转化为AlO₂^-的化学方程式为：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，当金属铝的物质的量为0.2mol，所以铝离子的物质的量是0.2mol，消耗氢氧化钠的物质的量是0.8mol，亚铁离子的物质的量是0.1mol，将之沉淀需要氢氧化钠的物质的量是0.2mol，所以共消耗氢氧化钠的物质的量是1.2mol，需要加入2.0mol/L的NaOH溶液的体积V=

n

C

=

1.2mol

2mol/L

=0.6L=600mL，
故答案为：600mL．

点评：本题考查学生利用金属与酸的反应来进行的简单计算，明确金属与酸反应的化学方程式是解答的关键，并学会利用质量关系、消耗的酸来列式计算即可解答．