Question

7．甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L的硫酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得甲、乙两烧杯中生成的气体体积之比为2：3，则加入的铝粉质量可能为（　　）

• A． 2.7g
• B． 8.1g
• C． 5.4g
• D． 10.8g

Answer 1

分析 铝的质量相同，硫酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量相同，若Al都完全反应，则生成氢气应相等，而应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=2：3，由方程式：2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，可知相同物质的量的Al反应时，消耗H₂SO₄较多，故酸与金属反应时酸不过量，碱与金属反应时碱足量，结合方程式计算解答．

解答 解：铝的质量相同，硫酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量相同，若Al都完全反应，则生成氢气应相等，而应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=2：3，由方程式：2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，可知相同物质的量的Al反应时，消耗H₂SO₄较多，故酸与金属反应时酸不过量，碱与金属反应时碱足量．
硫酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量均为0.1L×3mol/L=0.3mol，
设铝与酸反应时酸完全反应，生成的氢气的物质的量为x，则：
2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
    3                 3
   0.3mol            x
解得x=$\frac{0.3×3}{3}$=0.3mol，
则碱与金属铝反应生成的氢气的物质的量为0.3mol×$\frac{3}{2}$=0.45mol，
碱与金属铝反应时铝完全反应，设与碱反应的铝的物质的量为y，则：
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
2                       3
y                       0.45mol
解得y=$\frac{0.45mol×2}{3}$=0.3mol，
则铝的质量为0.3mol×27g/mol=8.1g，
故选B．

点评 本题考查化学反应方程式的计算，涉及过量计算问题，关键是判断反应中酸、碱是否足量，难度中等．