Question

5．将质量均为m的铝粉分别投入100mL1mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液中，生成的氢气在 相同状况下的体积比为2：5，求m．

Answer 1

分析 盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量相同，加入铝的质量相同，若Al都完全反应，则生成氢气应相等，而应结束后测得生成的气体体积比为2：5，由方程式：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，可知酸与金属反应时酸不过量，碱与金属反应时碱过量，结合方程式计算解答．

解答 解：盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量相同，加入铝的质量相同，若Al都完全反应，则生成氢气应相等，而应结束后测得生成的气体体积比为2：5，由方程式：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，可知酸与金属反应时酸不过量，碱与金属反应时碱过量．
盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量均为0.1L×1mol/L=0.1mol，
设铝与酸反应时酸完全反应，生成的氢气的物质的量为x，则：
2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑
           6                  3
     0.1mol                x
解得x=$\frac{0.1mol×3}{6}$=0.05mol，
则碱与金属铝反应生成的氢气的物质的量为0.05mol×$\frac{5}{2}$=0.125mol，
碱与金属铝反应时铝完全反应，设与碱反应的铝的物质的量为y，则：
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
2                                                3
y                                            0.125mol
解得y=$\frac{2×0.125mol}{3}$=$\frac{0.25}{3}$mol，
则铝的质量为$\frac{0.25}{3}$mol×27g/mol=2.25g，
答：m为2.25g．

点评 本题考查化学反应方程式的计算，为高频考点，把握发生的反应、物质的量关系为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意酸碱的过量判断，题目难度不大．