Question

6．用化学知识解答：
（1）等物质的量的钠、镁、铝与足量的盐酸反应，在相同的条件下产生氢气的体积之比是1：2：3；
（2）若产生相同体积（同温同压下）的氢气，所需钠、镁、铝的物质的量之比为6：3：2；
（3）把0.5mol钠投入到m₁ g的水（过量）中得到a溶液，把0.5mol镁投入m₂ g盐酸（过量）中得到b溶液，若m₁=m₂，则a、b的质量大小关系是a=b．
（4）把a g铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，再加入过量氢氧化钠溶液．过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧．得到红棕色粉末的质量仍为a g，则此合金中铝的质量分数为30%
（5）把 a mol Na和a mol Al一同投入到m g足量水中，所得溶液密度为d g/L，该溶液里溶质的物质的量浓度为$\frac{ad}{m+46a}$mol/L．

Answer 1

分析 （1）（2）发生反应：2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、Mg+HCl=MgCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，根据方程式计算解答；
（3）反应后的溶液质量增重=金属质量-生成氢气的质量，计算溶液质量增重进行判断；
（4）a g铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH 溶液，沉淀经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末为氧化铁，氧化铁质量等于合金的质量，利用组成可知氧化铁中氧元素的质量等于合金中铝的质量，以此来解答；
（5）发生总反应为：Na+Al+2H₂O=NaAlO₂+2H₂↑，等物质的量的Na、Al恰好反应，最终恰好为NaAlO₂溶液，根据方程式计算n（NaAlO₂）、n（H₂），进而计算溶液的质量，根据V=$\frac{m}{ρ}$计算溶液体积，再根据c=$\frac{n}{V}$计算偏铝酸钠的浓度．

解答 解：（1）分别取0.1mol钠、镁、铝与足量盐酸反应，则：
2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、Mg+HCl=MgCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，
0.1mol               0.05mol 0.1mol              0.1mol 0.1mol              0.15mol
故在相同条件下产生氢气的体积比=0.05mol：0.1mol：0.15mol=1：2：3，
故答案为：1：2：3；
（2）产生相同物质的量的氢气，设氢气为3mol，则：
2Na+2HCl=2NaCl+H₂↑、Mg+HCl=MgCl₂+H₂↑、2Al+6HCl=AlCl₃+3H₂↑，
6mol                    3mol   3mol                3mol     2mol                    3mol
故所需钠、镁、铝的物质的量之比=6mol：3mol：2mol=6：3：2，
故答案为：6：3：2；
（3）把0.5mol钠投入到m₁g水（过量）中，则：
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
0.5mol                 0.25mol
故溶液质量增重=0.5mol×23g/mol-0.25mol×2g/mol=11g，
把0.5mol镁投入到m₂g盐酸（过量）中，则：
Mg+HCl=MgCl₂+H₂↑
0.5mol            0.5mol
故溶液质量增重=0.5mol×24g/mol-0.5mol×2g/mol=11g，
由于m₁=m₂，则所得溶液质量相等，即a=b，
故答案为：a=b；
（4）由铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH 溶液，沉沉经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末为氧化铁，氧化铁质量等于合金的质量，利用组成可知氧化铁中氧元素的质量等于合金中铝的质量，则合金中Al的质量分数等于氧化铁中氧的质量分数=$\frac{16×3}{160}$×100%=30%，故答案为：30%；
（5）发生总反应为：Na+Al+2H₂O=NaAlO₂+2H₂↑，等物质的量的Na、Al恰好反应，最终恰好为NaAlO₂溶液，由方程式可知n（NaAlO₂）=amol、n（H₂）=2amol，故m（H₂）=2a mol×2g/mol=4ag，则溶液的质量为（mg+amol×23g/mol+amol×27g/mol）-4ag=（m+46a）g，故溶液的体积为$\frac{m+46a}{d}$L，故所得偏铝酸钠溶液的浓度为$\frac{amol}{\frac{m+46a}{d}L}$=$\frac{ad}{m+46a}$mol/L，故答案为：$\frac{ad}{m+46a}$．

点评 本题考查根据方程式进行的计算，比较基础，利用电子转移守恒进行更为简单，（3）中注意根据溶液质量增重进行解答．