Question

2．某混合溶液A含有1mol HCl，1.5mol H₂SO₄，其體積是0.5L．
計算：
（1）假如現(xiàn)在有20g氫氧化鈉固體，適量的水，需要配制0.1L 1mol•L^-1硫酸鈉溶液，則需要稱量氫氧化鈉的質(zhì)量是多少？
（2）將足量的鎂條投入混合溶液A中，理論上最多可以收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的體積是多少？
（3）假如將12g鎂條投入混合溶液A中，理論上最多可以收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的體積是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)n=cV計算出硫酸鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)鈉離子守恒計算出需要氫氧化鈉的物質(zhì)的量，最后根據(jù)m=nM計算出需要氫氧化鈉的質(zhì)量；
（2）計算出混合液中氫離子的總物質(zhì)的量，然后根據(jù)H元素守恒計算出生成氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積；
（3）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出12g鎂的物質(zhì)的量，再根據(jù)電子守恒計算出鎂完全反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量，據(jù)此判斷過量情況，然后根據(jù)不足量計算出生成氫氣的物質(zhì)的量，最后根據(jù)V=nV_m計算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積．

解答 解：（1）0.1L 1mol•L^-1硫酸鈉溶液中含有硫酸鈉的物質(zhì)的量為：1mol/L×0.1L=0.1mol，根據(jù)鈉離子守恒可知：n（NaOH）=n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=0.2mol，則需要氫氧化鈉的質(zhì)量為：n（NaOH）=40g/mol×0.2mol=8.0g，
答：需要稱量8.0gNaOH．
（2）某混合溶液A含有1mol HCl，1.5mol H₂SO₄，總共含有氫離子的物質(zhì)的量為：1mol+1.5mol×2=4mol，根據(jù)H元素守恒可知生成氫氣的物質(zhì)的量為：4mol×$\frac{1}{2}$=2mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下2mol氫氣的體積為：22.4L/mol×2mol=44.8L，
答：足量的鎂條投入混合溶液A中，理論上最多可以收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的體積是44.8L；
（3）12g Mg 的物質(zhì)的量為：$\frac{12g}{24g/mol}$=0.5mol，根據(jù)電子守恒，0.5mol鎂完全反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{0.5mol×2}{2}$=0.5mol，而A溶液最多能夠生成2mol氫氣，說明金屬鎂不足，所以12g鎂完全反應(yīng)能夠生成0.5mol氫氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積為：22.4L/mol×0.5mol=11.2L，
答：將12g鎂條投入混合溶液A中，理論上最多可以收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的體積是11.2L．

點評 本題考查了混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計算能力．