Question

12．甲、乙两烧杯中各盛有100mL 3mol/L的盐酸和NaOH溶液，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甲：乙=2：3，则加入铝粉的质量为（　　）

• A． 1.8 g
• B． 2.7 g
• C． 4.05g
• D． 5.4 g

Answer 1

分析 由2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，酸碱足量，生成气体相同；金属足量，酸碱不足，生成气体为1：3，由铝的质量相同，盐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=2：3，由化学反应方程式可知，酸与金属反应时酸不过量，碱与金属反应时碱过量来计算解答，据此分析解答．

解答 解：盐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量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=2：3，
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+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑
         6            3
        0.3mol        x

x=$\frac{0.3mol×3}{6}$=0.15mol，
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0.15mol×$\frac{3}{2}$=0.225mol，
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                      0.225mol

y=$\frac{0.225mol×2}{3}$=0.15mol，
则Al的质量为0.15mol×27g/mol=4.05g，
故选C．

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，为高频考点，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，题目难点较大．