Question

19．将2.4克镁投入500mL 1mol/L盐酸中，试计算（请按照解题步骤写出详细解答过程）：
（1）标准状况下，生成H₂的体积．
（2）若反应完成后，溶液体积仍为500mL，此时溶液中的Mg²⁺ 和H⁺的物质的量浓度分别是多少？

Answer 1

分析 2.4g镁的物质的量n=$\frac{2.4g}{24g/mol}$=0.1mol，500mL 1mol/L盐酸中HCl的物质的量n=CV=1mol/L×0.5L=0.5mol．根据化学方程式Mg+2HCl=ZnCl₂+H₂↑可知，0.1mol镁反应消耗0.2mol盐酸，故盐酸过量．
（1）由于盐酸过量，故根据镁的量来计算生成的氢气的量．设生成的氢气为xmol，则有Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑
                                                                                                                              1                          1       
                                                                                                                            0.1mol                     xmol
故有：$\frac{1}{0.1mol}=\frac{1}{xmol}$，据此解答；
（2）设反应中生成的镁离子的物质的量为ymol，消耗的氢离子的物质的量为zmol，则有：
           Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑
            1                2               1
           0.1mol       zmol            ymol
则有：$\frac{1}{0.1mol}=\frac{2}{zmol}=\frac{1}{ymol}$，据此解答．

解答 解：2.4g镁的物质的量n=$\frac{2.4g}{24g/mol}$=0.1mol，500mL 1mol/L盐酸中HCl的物质的量n=CV=1mol/L×0.5L=0.5mol．根据化学方程式Mg+2HCl=ZnCl₂+H₂↑可知，0.1mol镁反应消耗0.2mol盐酸，故盐酸过量．
（1）由于盐酸过量，故根据镁的量来计算生成的氢气的量．设生成的氢气为xmol，则有Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑
                                                                                                                              1                          1       
                                                                                                                            0.1mol                     xmol
故有：$\frac{1}{0.1mol}=\frac{1}{xmol}$，解得x=0.1mol，
在标况下的体积V=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L
答：生成的氢气在标况下为2.24L．
（2）反应中生成的镁离子的物质的量为ymol，消耗的氢离子的物质的量为zmol，则有：
           Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑
            1                2               1
           0.1mol       zmol            ymol
则有：$\frac{1}{0.1mol}=\frac{2}{zmol}=\frac{1}{ymol}$．
解得y=0.1mol，z=0.2mol
即溶液中镁离子的物质的量为0.1mol，而氢离子的物质的量n=0.5mol-0.2mol=0.3mol
故溶液中镁离子的物质的量浓度c=$\frac{0.1mol}{0.5L}$=0.2mol/L；
溶液中氢离子的物质的量浓度c=$\frac{0.3mol}{0.5L}$=0.6mol/L．
答：所得溶液中镁离子的浓度为0.2mol/L，氢离子浓度为0.6mol/L．

点评 本题考查了有关化学方程式的计算，难度不大，应注意根据化学方程式计算是的原则是”上下一致，左右相当“．