Question

在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验．三组实验各取同浓度的盐酸30mL，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体．有关数据列表如下（气体体积均为标准状况下测得）：

实验序号	甲	乙	丙
合金质量/g	0.255	0.385	0.459
生成气体/ml	280	336	336

（1）甲组实验中，盐酸

过量

；乙组实验中，盐酸

不足

（填“过量“、“适量“或“不足“）
（2）该盐酸的物质的量浓度

1mol/L

．
（3）合金中Mg、Al的物质的量之比为

1：1

．
（4）在丙组实验后，向容器中加入1mol/L的NaOH溶液，恰好使合金中的铝元素全部转化为AlO₂^-，并使Mg²⁺刚好沉淀完全
则溶液中AlO₂^-的物质的量为

0.009

mol；溶液中Na⁺的物质的量为

0.039

mol；所加NaOH溶液的体积为

39

ml．

Answer 1

分析：（1）盐酸浓、体积一定，甲中合金质量小于乙中合金质量，且甲中生成气体体积小于乙中气体体积，说明甲中盐酸过量、金属完全反应，乙中合金质量小于丙中合金质量，且乙、丙生成气体体积相等，说明乙、丙中盐酸完全反应，根据甲中金属与氢气的体积定比关系计算生成336mL氢气需要金属的质量，确定乙中盐酸与金属是否恰好反应；
（2）盐酸完全反应生成氢气336mL，根据n=

V

Vm

计算氢气的物质的量，根据氢元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），据此计算；
（3）甲中盐酸有剩余，金属完全反应，此时生成氢气280mL，故可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比，令镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量之和与电子转移守恒列方程计算x、y的值，据此解答；
（4）丙实验之后，向容器中加入NaOH溶液，恰好使合金中的铝元素全部转化为AlO₂^-，并使Mg²⁺刚好沉淀完全，反应后溶液中溶质为氯化钠、偏铝酸钠．由（2）中计算Mg、Al的物质的量可知丙中Al的物质的量，根据铝元素守恒计算偏铝酸钠的物质的量，根据氯离子守恒计算溶液中n（NaCl）=n（HCl），根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），n（Na⁺）=n（NaOH），再根据V=

n

c

计算氢氧化钠的体积．

解答：解：（1）盐酸浓、体积一定，甲中合金质量小于乙中合金质量，且甲中生成气体体积小于乙中气体体积，说明甲中盐酸过量、金属完全反应，乙中合金质量小于丙中合金质量，且乙、丙生成气体体积相等，说明乙、丙中盐酸完全反应，
生成336mL氢气需要金属的质量为0.255g×

336mL

280mL

=0.306g，故乙中金属属于，盐酸不足，
故答案为：过量；不足；
（2）盐酸完全反应生成氢气336mL，氢气的物质的量为

0.336L

22.4L/mol

=0.015mol，根据氢元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=2×0.015mol=0.03mol，故盐酸的物质的量浓度为

0.03mol

0.03L

=1mol/L，
故答案为：1mol/L；
（3）甲中盐酸有剩余，金属完全反应，此时生成氢气280mL，故可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比，令镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量可知24x+27y=0.255，根据电子转移守恒有2x+3y=

0.28L

22.4L/mol

×2，联立方程解得：x=0.005、y=0.005，故合金中镁与铝的物质的量之比为0.005mol：0.005mol=1：1，
故答案为：1：1；
（4）丙实验之后，向容器中加入NaOH溶液，恰好使合金中的铝元素全部转化为AlO₂^-，并使Mg²⁺刚好沉淀完全，反应后溶液中溶质为氯化钠、偏铝酸钠，由（3）中计算Mg、Al的物质的量可知丙中Al的物质的量为0.005mol×

0.459g

0.255g

=0.009mo，根据铝元素守恒可知n（NaAlO₂）=n（Al原子）=0.009mol，根据氯离子守恒可知n（NaCl）=1mol/L×0.03L=0.03mol，根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂）=0.03mol+0.009mol=0.039mol，n（Na⁺）=n（NaOH）=0.039mol，故需要氢氧化钠溶液的体积为

0.039mol

1mol/L

=0.039L=39mL，
故答案为：0.009；0.039；39．

点评：本题考查混合物的计算，根据表中数据关系判断反应的过量问题是关键，（4）中注意利用守恒思想解答，题目难度中等．