Question

15．现有镁、铝、铜合金7.1g．加入过量的盐酸充分反应．在标准状况下放出氢气4.48L．再向混合液中加入50mL 2mol^-1的FeC1₃溶液恰能使剩余固体完全溶解．试计算：
（1）原合金中所含铜的质量是3.2g；
（2）若将此合金放入过量的烧碱溶液中．反应后产生氢气的体积为3.36L（标况）．

Answer 1

分析 镁、铝、铜合金中加入过量的盐酸充分反应，只有Cu不反应，剩余固体为铜，再向混合液中加入50mL 2mol^-1的FeC1₃溶液恰能使剩余固体完全溶解，发生反应为Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，根据氯化铁的物质的量可计算出铜的质量，从而可知合金中镁和铝的质量，然后结合生成氢气的量列式计算，
（1）根据m=nM计算出合金中铜的质量；
（2）合金中只有Al与氢氧化钠溶液反应，结合电子守恒计算出生成氢气的物质的量，最高价V=nVm计算出氢气在标准状况下的体积．

解答 解：（1）镁、铝、铜合金中加入过量的盐酸充分反应，只有Cu不反应，剩余固体为铜，再向混合液中加入50mL 2mol^-1的FeC1₃溶液恰能使剩余固体完全溶解，发生反应为Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，
50mL 2mol^-1的FeC1₃溶液中含有Fe³⁺的物质的量为：2mol/L×0.05L=0.1mol，则n（Cu）=$\frac{1}{2}$n（Fe³⁺）=0.05mol，
所以合金中含有铜的质量为：64g/mol×0.05mol=3.2g，
故答案为：3.2g；
（2）合金中Mg、Al的质量为：7.1g-3.2g=3.9g，生成氢气的物质的量为：$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
设合金中含有Mg、Al的物质的量分别为x、y，
则$\left\{\begin{array}{l}{24x+27y=3.9}\\{x+1.5y=0.2}\end{array}\right.$
解得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.05mol}\\{y=0.1mol}\end{array}\right.$，
若将此合金放入过量的烧碱溶液中，只有0.1molAl参与反应，根据电子守恒可知生成氢气的物质的量为：$\frac{0.1mol×3}{2}$=0.15mol，
标准状况下0.15mol氢气的体积为：22.4L/mol×0.15mol=3.36L，
故答案为：0.36L．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度不大，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．