Question

6．将15.6g表面已被氧化的铝片投入300mL的稀硫酸中，恰好完全反应，产生标准状况下H₂的体积为6.72L．
求（1）铝片中Al和Al₂O₃的物质的量；
（2）稀硫酸的物质的量浓度；
（3）若该稀硫酸用18.0mol/L的浓硫酸配制，求所需浓硫酸的体积为多少？

Answer 1

分析 （1）根据电荷守恒计算Al的物质的量，再根据m=nM计算Al的质量，进而计算氧化铝的质量，根据n=$\frac{m}{M}$计算氧化铝的物质的量；
（2）最终为硫酸铝溶液，由Al原子、硫酸根离子守恒可得n（H₂SO₄）=3n[Al₂（SO₄）₃]=3×[$\frac{1}{2}$n（Al）+n（Al₂O₃）]，进而计算硫酸的物质的量浓度；
（3）根据稀释定律计算．

解答 解：（1）氢气物质的量为$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，根据电荷守恒，Al的物质的量为$\frac{0.3mol×2}{3}$=0.2mol，Al的质量为0.2mol×27g/mol=5.4g，
氧化铝的质量为15.6g-5.4g=10.2g，氧化铝的物质的量为$\frac{10.2g}{102g/mol}$=0.1mol，
答：铝片中Al为0.2mol，Al₂O₃为0.1mol．
（2）最终为硫酸铝溶液，由Al原子、硫酸根离子守恒可得n（H₂SO₄）=3n[Al₂（SO₄）₃]=3×[$\frac{1}{2}$n（Al）+n（Al₂O₃）]=3×（0.2mol×$\frac{1}{2}$+0.1mol）=0.6mol，故硫酸的物质的量浓度为$\frac{0.6mol}{0.3L}$=2mol/L，
答：该稀硫酸的浓度为2mol/L．
（3）稀释前后溶质硫酸的物质的量不变，根据稀释定律，需要浓硫酸的体积为$\frac{300mL×2mol/L}{18mol/L}$=33.3mL，
答：需要18.0mol/L的浓硫酸为33.3mL．

点评 本题考查混合物计算、物质的量浓度计算，难度不，注意利用守恒法计算，避免方程式的繁琐．