Question

2．将一定质量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mL PH=14的溶液，然后用2mol/L的盐酸滴定，可得到沉淀量与消耗的盐酸体积关系如图：则反应过程中产生氢气的总体积为2.016L（标准状况）

Answer 1

分析 由图可知加入盐酸不与立刻生成沉淀，说明盐酸先中和氢氧化钠，故合金全部溶解所得溶液为氢氧化钠与偏铝酸钠混合溶液，溶液中n（Na⁺）=n（OH^-）+n（AlO₂^-），当加入盐酸30mL时，沉淀量最大，此时溶液为氯化钠溶液，根据氯元素守恒有n（NaCl）=n（HCl），根据钠元素守恒有n（NaCl）=n（Na）=n（Na⁺），PH=14的溶液中c（OH^-）=1mol/L，计算n（AlO₂^-），n（Al）=n（AlO₂^-），根据电子转移守恒计算n（H₂），再根据V=nVm计算氢气体积．

解答 解：由图可知加入盐酸不与立刻生成沉淀，说明盐酸先中和氢氧化钠，故合金全部溶解所得溶液为氢氧化钠与偏铝酸钠混合溶液，溶液中n（Na⁺）=n（OH^-）+n（AlO₂^-），当加入盐酸30mL时，沉淀量最大，此时溶液为氯化钠溶液，根据氯元素守恒有n（NaCl）=n（HCl）=0.03L×2mol/L=0.06mol，根据钠元素守恒有n（NaCl）=n（Na）=n（Na⁺）=0.06mol，pH=14的溶液中c（OH^-）=1mol/L，含有氢氧根离子的物质的量为：n（OH^-）=0.02L×1mol/L=0.02mol，
所以n（AlO₂^-）=0.06mol-0.02mol=0.04mol，所以n（Al）=n（AlO₂^-）=0.04mol，根据电子转移守恒可知：n（H₂）×2=n（Na）×1+n（Al）×3，即2n（H₂）=0.06mol+0.04mol×3=0.18mol，解得：n（H₂）=0.09mol，
生成氢气在标况下的体积为：V（H₂）=0.09mol×22.4L/mol=2.016L，
故答案为：2.016．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．