题目内容

15．在标准状况下进行下列实验，甲、乙、丙各取300mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同一镁铝合金粉末，有关数据如表：
实验序号甲乙丙
合金质量/mg510765918
气体体积/mL560672672
（1）盐酸的物质的量浓度是0.2mol/L；
（2）合金中镁的质量分数47.1%；（保留小数点后一位）
（3）在丙实验之后，还需向容器中加入1.00mol/L的NaOH溶液78毫升才能使剩余合金中的铝全部溶解（设剩余合金与原合金的成分相同）．[提示：AlCl3与少量烧碱反应生成Al（OH）3沉淀； AlCl3与足量烧碱反应方程式为AlCl3+4NaOH═NaAlO2+3NaCl+2H2O]．

分析 （1）对比甲乙数据，加合金质量为765mg时生气氢气比甲中多，说明甲中盐酸过量，对比乙丙数据，加918mg合金时氢气的体积不变，说明加入770mg合金时盐酸已完全反应，加入918g镁铝合金时，最多只能生成672mL的氢气，说明盐酸最多只能产生672mL的氢气，以此计算盐酸的浓度；
（2）用甲组来计算合金中的镁、铝的物质的量，然后计算出合金中铝的质量分数；
（3）丙实验之后，向容器中加入一定量的1.00mol/l的NaOH溶液能使合金中的铝粉恰好完全溶解，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，根据钠离子守恒计算溶液中n（NaCl）0.2mol/L×0.2L=0.06mol．根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO2），据此计算氢氧化钠的物质的量，根据V=$\frac{n}{c}$计算氢氧化钠的体积．

解答 解：（1）加入918g镁铝合金时，最多只能生成672mL的氢气，说明盐酸最多只能产生672mL的氢气，
所以就672mL来计算盐酸的物质的量，
气体的物质的量为：$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，
根据H元素质量守恒可计算出300mL盐酸中HCl的物质的量为：2×0.03mol=0.06mol，
盐酸的物质的量浓度为：$\frac{0.06mol}{0.3L}$=0.2mol/L，
故答案为：0.2mol/L；
（2）根据生成氢气的体积可知，甲组中氯化氢过量，
设Mg的物质的量为x，Al的物质的量为y，
生成气体的物质的量为：$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol，
依题合金的质量可得：①24x+27y=0.510g，
根据生成的氢气可得：②x+$\frac{3}{2}$y=0.025mol，
解①②方程组得：x=0.01mol；y=0.01mol，
所以合金中Ag的质量分数：$\frac{24g/mol×0.01mol}{0.51g}$×100%≈47.1%%，
故答案为：47.1%；
（3）丙实验之后，向容器中加入一定量的1.00mol/l的NaOH溶液能使合金中的铝粉恰好完全溶解，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0.01mol×$\frac{918mg}{510mg}$=0.018mol，
根据铝元素守恒计算偏铝酸钠的物质的量为0.036mol，根据氯离子守恒可知n（NaCl）=0.2mol/L×0.3L=0.06mol，根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO2）=0.018mol+0.06mol=0.078mol，
故需要氢氧化钠溶液的体积为$\frac{0.078mol}{1mol/L}$=0.078L=78mL，
故答案为：78mL．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度较大，明确发生反应的实质为解答关键，注意熟练掌握物质的量与物质的量浓度、摩尔质量之间的关系，试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力．

练习册系列答案
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5．下列实验操作正确的是（　　）
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C．给试管里的固体加热时，试管口略向下倾斜
D．用托盘天平称量固体质量时，砝码放在左盘
6．设NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列叙述中正确的是（　　）
A．体积相同的H2和O2含有相同的分子数
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3．下列离子方程式书写正确的是（　　）
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10．下列溶液中Cl-物质的量浓度最大的是（　　）
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20．氨与硝酸都是氮的重要化合物，在工农业生产中有广泛应用．
Ⅰ．实验室模拟工业氨催化氧化法制取硝酸，装置如下图所示．

（1）若分液漏斗中氨水的浓度为9.0mol•L-1，配制该浓度的氨水100mL，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、100mL容量瓶、胶头滴管．
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（3）写出受热时丙装置发生反应的化学方程式4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．当戊中观察到石蕊试液变红，则说明已制得硝酸．
Ⅱ．NH3的性质
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（5）已知：氨在纯氧中燃烧生成一种单质和水，利用此原理设计成氨气-氧气燃料电池．在碱性条件下，该电池的负极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O．
7．设NA为阿伏加德罗常数，下列关于0.2mol/LFe2（SO4）3溶液的正确说法是（　　）
A．0.5L溶液中所含SO42-、Fe3+总数为NA
B．0.5L溶液中含有0.6NA个SO42-离子
C．1L溶液中含0.2NA个Fe3+离子
D．0.5L溶液中SO42-浓度是0.6mol/L
4．下列各组热化学方程式中，化学反应的△H前者小于后者的有（　　）
①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H1            C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO（g）△H2
②S（s）+O2（g）═SO2（g）△H3            S（g）+O2（g）═SO2（g）△H4
③H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）△H5          2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H6
④CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H7      CaO（s）+H2O（l）═Ca（OH）2（s）△H8
⑤CH3COOH（aq）+NaOH（aq）═CH3COONa（aq）+H2O（l）△H9
HCl（aq）+NaOH（aq）═NaCl（aq）+H2O（l）△H10
⑥4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）△H114Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H12．
A．2项B．3项C．4项D．5项
5．乙二醇（）是一种重要的化工原料，
Ⅰ．在一定条件下以CO和H2为原料可以合成乙二醇，反应方程式如下：
2CO（g）+3H2（g）?（g）△H=a kJ/mol
（1）该反应能够自发进行，可以推出a＜0；（填“＞”“＜”或“=”）．
（2）在一定温度下，向体积为1L的恒容密闭容器中充入2mol CO （g）和3mol H2（g），压强为P1，达到平衡时压强变为P2，且P1：P2=15：7，则该温度下的化学平衡常数K=1.5．
（3）只改变反应的一个条件，能使平衡体系中增大的措施有降温、加压、增加CO的浓度或及时将乙二醇从混合物中分离出来．（写两条）
Ⅱ．乙二醇经连续催化氧化后可得到乙二酸（HOOC-COOH），乙二酸俗称草酸，分子式可以用H2C2O4表示，H2C2O4是一种二元弱酸，常温下其电离平衡常数K1=5.0×10-2，K2=5.0×10-5
（1）H2C2O4的电离方程式为H2C2O4?H++HC2O4-，HC2O4-?H++C2O42-．
（2）Na2C2O4溶液显碱性（填“酸性”、“中性”或“碱性”），溶液中各离子浓度从大到小的顺序为c（Na+）＞c（C2O42-）＞c（OH-）＞c（HC2O4-）＞c（H+）．
（3）已知常温下NH3•H2O的电离平衡常数K=1.75×10-5，常温下，反应NH3•H2O+HC2O4-═NH4++C2O42-+H2O的平衡常数K=8.75×104．

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