Question

0℃，1.01×10⁵Pa时，分别向甲、乙、丙三个容器中加入30.0mL同浓度的盐酸，再加入不同质量的由两种金属组成的合金粉末，测量放出气体的体积．若在甲、乙、丙三个容器中加入与盐酸同体积同浓度的氢氧化钠溶液，再分别加入与上述实验相同质量的同种合金，测量放出气体的体积，如下表：

反应容器	甲	乙	丙
加入合金质量（g）	0.510	1.53	3.57
与盐酸反应生成气体（L） 与氢氧化钠反应产生气体（L）	0.560 0.336	0.672 x	0.672 y

（1）根据表中数据可以计算得出的是

 

；
A．合金的组成     B．合金中组分的含量 C．盐酸的物质的量浓度   D．盐酸的密度
能计算出的量的值为

 

；
（2）若两种金属是下列选项中的某两种，则从甲容器中的两次实验：
①不经计算，肯定没有

 

（填字母符号）；
A．²⁷Al    B．⁵⁶Fe    C．⁶⁴Cu    D．²⁴Mg    
②通过计算讨论推测合金的成分

 

；
（3）根据（2）的推测结果，计算x和y的值分别为

 

．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：盐酸的浓度、体积一定，乙中合金的质量大于甲，且乙中生成气体氢气的体积大于甲，故甲中合金完全反应，盐酸有剩余，乙、丙合金质量不相等，而生成气体氢气的体积相等，说明乙、丙中盐酸都完全反应，生成0.672L氢气需要合金的质量=0.51g×

0.672L

0.56L

=0.612g＜1.53g，故乙中合金有剩余；
（1）根据乙或丙中氢气体积可以计算原溶液中n（HCl），根据H原子守恒可知n（HCl）=2n（H₂），再根据c=

n

V

计算原盐酸浓度；
（2）由甲组可知，两种金属组成的合金能与NaOH溶液反应生成氢气，应该含有铝，且与盐酸、氢氧化钠反应生成氢气体积不相等，说明了另一金属能与盐酸反应；
在甲、乙、丙三个容器中加入与盐酸同体积同浓度的氢氧化钠溶液，则NaOH和HCl的物质的量相同，由2Al～6HCl～3H₂↑、2Al～2NaOH～3H₂↑，可知等量Al消耗HCl的物质的量＞NaOH的物质的量，可以推出：甲组中NaOH也是过量的，根据关系式计算甲组中Al的质量，进而计算甲组中另外金属的质量、及与盐酸反应生成氢气的体积，设另一金属为R，其相对原子质量a，与酸反应显示+x价，根据电子转移守恒列方程，讨论化合价确定R元素；
（2）根据方程式计算判断乙、丙中Al与NaOH反应过量问题，根据不足量的物质计算x、y的值．

解答： 解：盐酸的浓度、体积一定，乙中合金的质量大于甲，且乙中生成气体氢气的体积大于甲，故甲中合金完全反应，盐酸有剩余，乙、丙合金质量部相等，而生成气体氢气的体积相等，说明乙、丙中盐酸都完全反应，生成0.672L氢气需要合金的质量=0.51g×

0.672L

0.56L

=0.612g＜1.53g，故乙中合金有剩余，
（1）根据乙或丙中氢气体积计算原溶液中n（HCl），由H原子守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=2×

0.672L

22.4L/mol

=0.06mol，故原盐酸浓度=

0.06mol

0.03L

=2mol/L，
故答案为：C；2mol/L；
（2）①由甲组可知，两种金属组成的合金能与NaOH溶液反应生成氢气，应该含有铝，且与盐酸、氢氧化钠反应生成氢气体积不相等，说明了另一金属能与盐酸反应，故不经计算，肯定没有Cu，
故答案为：C；
②在甲、乙、丙三个容器中加入与盐酸同体积同浓度的氢氧化钠溶液，则NaOH和HCl的物质的量相同，由2Al～6HCl～3H₂↑、2Al～2NaOH～3H₂↑，可知等量Al消耗HCl的物质的量＞NaOH的物质的量，可以推出：甲组中NaOH也是过量的，则：
2Al～2NaOH～3H₂↑，
2           3
n（Al）   

0.336L

22.4L/mol

=0.015mol
故n（Al）=

0.015mol×2

3

=0.01mol，
故甲组另外金属质量=0.51g-0.01mol×27g/mol=0.24g，与盐酸反应生成氢气的物质的量=

0.56L-0.336L

22.4L/mol

=0.01mol，设另一金属为R，其相对原子质量a，与酸反应显示+x价，根据电子转移守恒，则：

0.24

a

×x=0.01×2，即a=12x，当x=2，a=24符合题意，故R为Mg，即该合金为Al、Mg合金，
故答案为：Mg、Al；
（3）n（NaOH）=n（HCl）=0.06mol，由（2）中计算可知，甲组中n（Al）=0.01mol，则乙组中Al的物质的量=0.01mol×

1.53g

0.51g

=0.03mol，由2Al～2NaOH～3H₂↑可知NaOH过量，故生成氢气的物质的量=0.03mol×

3

2

=0.045mol，故氢气的体积x=0.045mol×22.4L/mol=1.008L；
丙组中Al的物质的量=0.01mol×

3.57g

0.51g

=0.07mol，由2Al～2NaOH～3H₂↑可知NaOH不足，故生成氢气的物质的量=0.06mol×

3

2

=0.09mol，故氢气的体积y=0.09mol×22.4L/mol=2.016L，
故答案为：1.008；2.016．

点评：本题考查混合物计算，侧重考查学生分析问题能力，需要学生具备扎实的基础与灵活应用能力，难度较大，根据表中数据判断过量问题是解题关键，注意（2）中讨论法确定元素．