题目内容

2.在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验,三组各取30mL同浓度的盐酸溶液,加入同一种镁铝合金粉末,产生气体,有关数据列表如下:
实验序号甲乙丙
合金质量(mg)255385459
生成气体体积(mL)280336336
(1)甲组实验中,盐酸过量 (填“过量”“适量”或“不足量”),乙组实验中,盐酸不足量(填“过量”“适量”或“不足量”).参考合适的数据计算出盐酸的物质的量浓度为1mol/L.
(2)参考合适的数据组合求得的Mg、Al的物质的量之比为1:1.
(3)在丙组实验之后,向容器中加入1mol•L-1的氢氧化钠溶液,能使合金中的铝恰好溶解,不形成含铝的沉淀,并使Mg2+刚好沉淀完全,再过滤出不溶固体,求滤液中各溶质的物质的量和所加入氢氧化钠溶液的体积.

分析 (1)盐酸浓、体积一定,甲中合金质量小于乙中合金质量,且甲中生成气体体积小于乙中气体体积,说明甲中盐酸过量、金属完全反应,乙中合金质量小于丙中合金质量,且乙、丙生成气体体积相等,说明乙、丙中盐酸完全反应,根据甲中金属与氢气的体积定比关系计算生成336mL氢气需要金属的质量,确定乙中盐酸与金属是否恰好反应;
盐酸完全反应生成氢气336mL,计算氢气的物质的量,根据氢元素守恒可知n(HCl)=2n(H2),进而计算盐酸的物质的量浓度;
(2)甲中盐酸有剩余,金属完全反应,此时生成氢气280mL,故可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比,令镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量之和与电子转移守恒列方程计算解答;
(3)丙实验之后,向容器中加入NaOH溶液,能使合金中的铝恰好溶解,不形成含铝的沉淀,并使Mg2+刚好沉淀完全,合金中的铝元素全部转化为AlO2-,反应后溶液中溶质为氯化钠、偏铝酸钠.由(2)中计算Mg、Al的物质的量可知丙中Al的物质的量,根据铝元素守恒计算偏铝酸钠的物质的量,根据氯离子守恒计算溶液中n(NaCl)=n(HCl),根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaAlO2),n(Na+)=n(NaOH),再根据V=$\frac{n}{c}$计算氢氧化钠的体积.

解答 解:(1)盐酸浓、体积一定,甲中合金质量小于乙中合金质量,且甲中生成气体体积小于乙中气体体积,说明甲中盐酸过量、金属完全反应,乙中合金质量小于丙中合金质量,且乙、丙生成气体体积相等,说明乙、丙中盐酸完全反应,生成336mL氢气需要金属的质量为255mg×$\frac{336mL}{280mL}$=306mg,故乙中金属剩余,盐酸不足,
盐酸完全反应生成氢气336mL,氢气的物质的量为$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol,根据氢元素守恒可知n(HCl)=2n(H2)=2×0.015mol=0.03mol,故盐酸的物质的量浓度为$\frac{0.03mol}{0.03L}$=1mol/L,
故答案为:过量;不足量;1mol/L;
(2)甲中盐酸有剩余,金属完全反应,此时生成氢气280mL,故可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比,令镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量可知24x+27y=0.255,根据电子转移守恒有2x+3y=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$×2,联立方程解得:x=0.005、y=0.005,故合金中镁与铝的物质的量之比为0.005mol:0.005mol=1:1,
故答案为:1:1;
(3)丙实验之后,向容器中加入NaOH溶液,恰好使合金中的铝元素全部转化为AlO2-,并使Mg2+刚好沉淀完全,反应后溶液中溶质为氯化钠、偏铝酸钠,由(2)中计算Mg、Al的物质的量可知丙中Al的物质的量为0.005mol×$\frac{459mg}{255mg}$=0.009mol,根据铝元素守恒可知n(NaAlO2)=n(Al原子)=0.009mol,根据氯离子守恒可知n(NaCl)=1mol/L×0.03L=0.03mol,根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaAlO2)=0.03mol+0.009mol=0.039mol,n(Na+)=n(NaOH)=0.039mol,故需要氢氧化钠溶液的体积为$\frac{0.039mol}{1mol/L}$=0.039L=39mL,
故:NaAlO2为0.009mol,NaCl为0.03mol,加入NaOH溶液体积为39mL.

点评 本题考查混合物的计算,根据表中数据关系判断反应的过量问题是关键,(3)中注意利用守恒思想解答,较好地考查学生分析计算能力,题目难度中等.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网