Question

15．a g Mg、Al合金完全溶解在c₁ mol•L^-1、V₁L HCl溶液中，产生b mol H₂．再向反应后的溶液中加入c₂mol•L^-1、V₂L NaOH溶液，恰好使沉淀达到最大值，且沉淀质量为d g．下列关系不正确的是（　　）

• A． 铝的质量为$\frac{24b-a}{9}$g
• B． c₁=$\frac{{c}_{2}{V}_{2}}{{V}_{1}}$
• C． d=a+34b
• D． 与金属反应后剩余盐酸为（c₁V₁-2b）mol

Answer 1

分析 首先发生反应：Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑，2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，加入NaOH溶液恰好使沉淀达到最大值，若盐酸剩余，首先发生反应HCl+NaOH═NaCl+H₂O（盐酸不剩余，则不发生该反应），然后发生反应AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，MgCl₂+2NaOH═MgAl（OH）₂↓+2NaCl．
A．设合金中含有xmolMg，ymolAl，根据生成氢气的物质的量和金属的质量可列方程组计算合金中镁和铝的物质的量，进而计算Al的质量；
B．反应后溶液的成分为NaCl，根据原子守恒可知n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH）；
C．根据电荷守恒可知，金属提供电子物质的量等于沉淀中氢氧根离子的物质的量，根据电子转移计算金属提供的电子，沉淀质量=m（金属）+m（沉淀中氢氧根）；
D．总盐酸的物质的量减去生成氢气所用盐酸的物质的量即为剩余盐酸的物质的量．

解答 解：首先发生反应：Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑，2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，加入NaOH溶液恰好使沉淀达到最大值，若盐酸剩余，首先发生反应HCl+NaOH═NaCl+H₂O（盐酸不剩余，则不发生该反应），然后发生反应AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，MgCl₂+2NaOH═MgAl（OH）₂↓+2NaCl．
A．设合金中含有xmolMg，ymolAl，反应的化学方程式分别为：Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑，2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，产生b mol H₂，则：$\left\{\begin{array}{l}{24x+27y=a}\\{x+1.5y=b}\end{array}\right.$，解得y=$\frac{24b-a}{9}$，则Al的质量为$\frac{24b-a}{9}$×27g/mol=（72b-3a）g，故A错误；
B．反应后溶液的成分为NaCl，根据原子守恒可知n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH），则C₁×V₁=C₂×V₂，故C₁=$\frac{{c}_{2}{V}_{2}}{{V}_{1}}$，故B正确；
C．根据电子转移守恒可知，金属提供的电子物质的量为bmol×2=2bmol，根据电荷守恒可知，金属提供电子物质的量等于沉淀中氢氧根离子的物质的量，则d=a+2b×17=a+34b，故C正确；
D．生成bmolH₂，根据氢元素守恒，可知消耗盐酸2bmol，则剩余HCl为（c₁V₁-2b）mol，故D正确；
故选A．

点评 本题考查混合物的计算，难度较大，关键是理解反应过程，利用守恒的方法计算，侧重对解题方法技巧与思维能力的考查．