Question

11．两烧杯中分别盛有100mL3mol/L的硫酸溶液或100mL3mol/L的氢氧化钠溶液（先后顺序不确定），向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为3：4，下列说法正确的是（　　）

• A． 参加反应的H₂SO₄为0.2mol
• B． 参加反应的NaOH约为0.27mol
• C． 加入铝粉的质量为5.4g
• D． 与硫酸反应的铝粉的质量7.2g

Answer 1

分析 根据铝的质量相同，硫酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量相同，应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=3：4，由化学反应方程式2Al+6H⁺═2Al³⁺+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，以此来计算解答．

解答 解：硫酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量均为0.1L×3mol/L=0.3mol，又两烧杯中分别加入等质最的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=3：4，
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+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑
       6          3
      0.6mol      x
解得x=0.3mol，
一定条件下，气体的物质的量之比等于体积之比，则碱与金属铝反应生成的氢气的物质的量为0.3mol×$\frac{4}{3}$=0.4mol，
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                      0.4mol
解得y=$\frac{2×0.4mol}{3}$=$\frac{0.8}{3}$mol，
则铝的质量为$\frac{0.8}{3}$mol×27g/mol=7.2g，
A、参加反应的H₂SO₄为0.3mol，故A错误；
B、参加反应的NaOH约为$\frac{0.8}{3}$=0.27mol，故B正确；
C、加入铝粉的质量为7.2g，故C错误；
D、与硫酸反应的铝粉的质量0.2×27=5.4g，故D错误；
故选B．

点评 本题考查Al的化学性质及利用化学反应方程式的计算，把握铝与酸、碱反应水的化学反应方程式，酸碱足量、酸碱均不足量时得到的氢气的关系是解答本题的关键，题目难度中等．