Question

10．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，進(jìn)行甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)．三組實(shí)驗(yàn)各取30ml同濃度的鹽酸溶液，然后分別慢慢加入不同質(zhì)量的同一種鎂鋁合金粉末．有關(guān)數(shù)據(jù)見表．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	甲	乙	丙
合金質(zhì)量/mg	255	385	459
生成氣體體積/ml	280	336	336

（1）甲組實(shí)驗(yàn)中，鹽酸過(guò)量（填“過(guò)量”、或“不足量”），乙組實(shí)驗(yàn)中，鹽酸不足量（填“過(guò)量”、或“不足量”），
（2）選擇合適數(shù)據(jù)，可求得的鹽酸物質(zhì)的量濃度是1mol/L．
（3）選擇合適數(shù)據(jù)，可計(jì)算出鎂鋁的物質(zhì)的量之比為1：1．
（4）丙組實(shí)驗(yàn)后，向容器中加入一定量1.00mol•L^-lNaOH溶液，恰好使鋁元素全部以A1O₂^-形式存在，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，則溶液中NaCl的物質(zhì)的量為0.03mol．

Answer 1

分析 （1）鹽酸濃、體積一定，甲中合金質(zhì)量小于乙中合金質(zhì)量，且甲中生成氣體體積小于乙中氣體體積，說(shuō)明甲中鹽酸過(guò)量、金屬完全反應(yīng)，乙中合金質(zhì)量小于丙中合金質(zhì)量，且乙、丙生成氣體體積相等，說(shuō)明乙、丙中鹽酸完全反應(yīng)，根據(jù)甲中金屬與氫氣的體積定比關(guān)系計(jì)算生成336mL氫氣需要金屬的質(zhì)量，確定乙中鹽酸與金屬是否恰好反應(yīng)；
（2）鹽酸完全反應(yīng)生成氫氣336mL，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計(jì)算氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），據(jù)此計(jì)算；
（3）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應(yīng)，此時(shí)生成氫氣280mL，故可以根據(jù)甲組數(shù)據(jù)計(jì)算金屬的物質(zhì)的量之比，令鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和與電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計(jì)算x、y的值，據(jù)此解答；
（4）丙實(shí)驗(yàn)之后，向容器中加入NaOH溶液，恰好使合金中的鋁元素全部轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為氯化鈉、偏鋁酸鈉．根據(jù)氯離子守恒計(jì)算溶液中n（NaCl）=n（HCl）．

解答 解：（1）鹽酸濃、體積一定，甲中合金質(zhì)量小于乙中合金質(zhì)量，且甲中生成氣體體積小于乙中氣體體積，說(shuō)明甲中鹽酸過(guò)量、金屬完全反應(yīng)，乙中合金質(zhì)量小于丙中合金質(zhì)量，且乙、丙生成氣體體積相等，說(shuō)明乙、丙中鹽酸完全反應(yīng)，生成336mL氫氣需要金屬的質(zhì)量為0.255g×$\frac{336mL}{280mL}$=0.306g，故乙中金屬剩余，鹽酸不足，
故答案為：過(guò)量；不足量；
（2）鹽酸完全反應(yīng)生成氫氣336mL，氫氣的物質(zhì)的量為$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=2×0.015mol=0.03mol，故鹽酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.03mol}{0.03L}$=1mol/L，
故答案為：1mol/L；
（3）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應(yīng)，此時(shí)生成氫氣280mL，故可以根據(jù)甲組數(shù)據(jù)計(jì)算金屬的物質(zhì)的量之比，令鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量可知24x+27y=0.255，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有2x+3y=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$×2，聯(lián)立方程解得：x=0.005、y=0.005，故合金中鎂與鋁的物質(zhì)的量之比為0.005mol：0.005mol=1：1，
故答案為：1：1；
（4）由0.459g合金，可算出其中n（Mg）=n（Al）=0.009mol，當(dāng)加NaOH溶液使合金中的A1全部轉(zhuǎn)化為NaA1O₂，并使Mg²⁺剛好沉淀完全時(shí)，混合體系中有：Mg（OH）₂、NaA1O₂和NaCl．由氯元素守恒知n（NaCl）=n（HCl）=0.03mol．
故答案為：0.03mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的計(jì)算，根據(jù)表中數(shù)據(jù)關(guān)系判斷反應(yīng)的過(guò)量問(wèn)題是關(guān)鍵，（4）中注意利用守恒思想解答，題目難度中等．