Question

17．8.1g的金属铝中先加入4mol/L的250mL的盐酸中，再向反应后的溶液中逐渐加入浓度为4mol•L^-1的NaOH溶液，若产生7.8g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为多少mL．

Answer 1

分析 8.1gAl的物质的量为$\frac{8.1g}{27g/mol}$=0.3mol，HCl物质的量为0.25mol×4mol/L=1mol，由2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑可知，Al完全反应，盐酸有剩余，向反应后的溶液中逐渐加入NaOH溶液，反应生成氢氧化铝为$\frac{7.8g}{78g/mol}$=0.1mol＜0.3mol，说明有两种情况：（1）反应后溶液中溶质为AlCl₃和NaCl，（2）若加入的NaOH过量，反应后溶液中溶质为NaAlO₂和NaCl，再结合原子守恒计算解答．

解答 解：8.1gAl的物质的量为$\frac{8.1g}{27g/mol}$=0.3mol，HCl物质的量为0.25mol×4mol/L=1mol，由2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑可知，Al完全反应，盐酸有剩余，向反应后的溶液中逐渐加入NaOH溶液，反应生成氢氧化铝为$\frac{7.8g}{78g/mol}$=0.1mol＜0.3mol，说明有两种情况：
（1）反应后溶液中溶质为AlCl₃和NaCl，
由Al原子守恒，溶液中的AlCl₃为0.3mol-0.1mol=0.2mol，
根据氯原子守恒：n（NaCl）=1mol-0.2×0.3mol=0.4mol，
根据Na原子守恒：n（NaOH）=0.4mol，
故V（NaOH）=$\frac{0.4mol}{4mol/L}$=0.1L，即为100mL，
（2）若加入的NaOH过量，反应后溶液中溶质为NaAlO₂和NaCl，
则溶液中的NaAlO₂为0.3mol-0.1mol=0.2mol，
根据氯原子守恒：n（NaCl）=n（HCl）=1mol，
根据Na原子守恒：n（NaOH）=1.2mol
V（NaOH）=$\frac{1.2mol}{4mol/L}$=0.3L，即为300mL，
答：加入的NaOH溶液的体积可能为100mL或300mL．

点评 本题考查方程式的有关计算，题目难度中等，关键是根据氯化铝与氢氧化铝的量讨论判断发生后溶液中溶质，再结合守恒法计算解答，侧重考查学生分析计算能力．