Question

15．由铝、硅两种物质组成的试样11g，均匀地分成等质量的两份，一份与足量的盐酸接触可产生气体a L，另一份与足量的NaOH溶液接触产生同样的气体b L，合并两次收集的气体共有11.2L（标准状况）．试分析此试样中两种物质的百分含量．

Answer 1

分析 铝能够与盐酸和氢氧化钠溶液反应生成氢气，而硅只能与氢氧化钠溶液反应生成氢气，则与盐酸反应生成的气体为铝反应生成的，则Si与氢氧化钠溶液反应生成的气体为为：（b-a）L，然后根据电子守恒计算出铝、硅的物质的量，再计算两种物质的百分含量．

解答 解：一份与足量的盐酸接触可产生气体a L，该气体为Al与HCl反应生成的，2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，根据电子守恒可得：3n（Al）=$\frac{a}{22.4L/mol}$×2，整理可得：n（Al）=$\frac{2a}{22.4×3}$mol，
一份与足量的NaOH溶液接触产生同样的气体b L，该气体为铝、硅与NaOH反应生成的，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑
电子守恒分析可知Si与NaOH反应生成的氢气体积为：（b-a）L，根据电子守恒可得：n（Si）=$\frac{b-a}{22.4}$×$\frac{2}{4}$mol=$\frac{b-a}{22.4×2}$mol，
由铝、硅两种物质组成的试样11g，均匀地分成等质量的两份，每份质量为5.5g，
Al的百分含量=$\frac{\frac{2a}{22.4×3}mol×27g/mol}{5.5g}$×100%=$\frac{45a}{308}$×100%，
Si的百分含量=$\frac{\frac{b-a}{22，4×2}mol×28g/mol}{5.5g}$×100%=$\frac{5（b-a）}{44}$×100%，
答：此试样中两种物质的百分含量，Al的百分含量$\frac{45a}{308}$×100%，Si的百分含量$\frac{5（b-a）}{44}$×100%．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确铝、硅的化学性质及反应的反应原理为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．