Question

8．在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验．三组实验均各取300mL同浓度的盐酸，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据见下表：

实验序号	甲	乙	丙
盐酸体积/mL	300	300	300
合金质量/g	5.1	7.65	9.18
生成气体体积/L	5.6	6.72	6.72

（1）甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是不足量的？乙（填“甲”或“乙”）．
（2）根据表中数据能否求得盐酸的物质的量浓度？能．（填“能”或“否”）
（3）求合金中Mg、Al的物质的量之比（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）盐酸浓度、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；根据甲中金属与氢气的体积定比关系计算生成6.72L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）乙、丙中盐酸完全反应，可以根据反应生成氢气体积计算盐酸的物质的量浓度，根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$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，设镁、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．

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，
根据甲可知，生成6.72L氢气需要金属的质量为：5.1g×$\frac{6.72L}{5.6L}$=6.12g，故乙中金属有剩余，盐酸不足，
故答案为：乙；
（2）乙、丙中盐酸完全反应，可以根据反应生成氢气体积计算盐酸的物质的量浓度，盐酸完全反应生成氢气6.72L，氢气的物质的量为：$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，根据氢元素守恒可知：n（HCl）=2n（H₂）=2×0.3mol=0.6mol，故盐酸的物质的量浓度为：$\frac{0.6mol}{0.3L}$=2mol/L，
故答案为：能；
（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，设镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量可知：①24x+27y=5.1，根据电子转移守恒有：②2x+3y=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$×2=0.5，
根据①②联立解得：x=0.1、y=0.1，
所以合金中镁与铝的物质的量之比为：0.1mol：0.1mol=1：1，
答：合金中Mg、Al的物质的量之比为1：1．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，根据表中数据关系判断反应的过量问题是关键，注意掌握有关混合物反应的计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．