Question

5．完成下列問題．
I．已知甲和乙為中學(xué)常見金屬單質(zhì)，丙和丁為常見氣體單質(zhì)，A～E為常見化合物；A為淡黃色固體，常溫下B為液體，C的焰色反應(yīng)為黃色．試回答下列問題：

（1）A和 E的化學(xué)式分別為Na₂O₂、NaAlO₂；
（2）A+B→C+丙的化學(xué)方程式：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（3）D+C→B+E的離子方程式：2OH^-+Al₂O₃=2AlO₂^-+H₂O；
（4）1mol甲和1mol乙混合投入足量的B中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下最多能產(chǎn)生44.8L丁氣體．
II．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，取甲、乙、丙各30．mL相同濃度的鹽酸，然后分別慢慢加入組成相同的鎂鋁混合物，得下表中有關(guān)數(shù)據(jù)（反應(yīng)前后溶液體積不發(fā)生變化）．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	甲	乙	丙
混合物質(zhì)量/mg	255	385	459
氣體體積/mL	280	336	336

（1）甲組實(shí)驗(yàn)中，鹽酸過量（填“過量”“適量”或“不足”）；乙組實(shí)驗(yàn)中，鹽酸不足（填“過量”“適量”或“不足”）
（2）鹽酸的物質(zhì)的量濃度為1mol/L．．
（3）混合物中Mg和Al的物質(zhì)的量之比為1：1．

Answer 1

分析 I．A為淡黃色固體，應(yīng)為Na₂O₂，常溫下B為液體，為H₂O，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知甲為Na，丙為O₂，丁為H₂，則C為NaOH，而乙可與氫氧化鈉反應(yīng)，應(yīng)為Al，則E為NaAlO₂，D為Al₂O₃；
II．（1）鹽酸濃度、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，說明甲中鹽酸過量、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：255mg×$\frac{336mL}{280mL}$=306mg＜385mg，故乙中金屬剩余，鹽酸不足；
（2）乙、丙中鹽酸完全，可以根據(jù)反應(yīng)生成氫氣體積計(jì)算鹽酸的物質(zhì)的量濃度，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．

解答 解：Ⅰ．A為淡黃色固體，應(yīng)為Na₂O₂，常溫下B為液體，為H₂O，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知甲為Na，丙為O₂，丁為H₂，則C為NaOH，而乙可與氫氧化鈉反應(yīng)，應(yīng)為Al，則E為NaAlO₂，D為Al₂O₃，
（1）由以上分析可知A為Na₂O₂，E為NaAlO₂，故答案為：Na₂O₂；NaAlO₂；
（2）A+B的反應(yīng)為過氧化鈉和水的反應(yīng)，方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（3）D+C的反應(yīng)為氫氧化鈉和氧化鋁的反應(yīng)，離子方程式為2OH^-+Al₂O₃=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：2OH^-+Al₂O₃=2AlO₂^-+H₂O；
（4）1mol鈉和水反應(yīng)，發(fā)生2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，生成0.5mol氫氣、1molNaOH，然后發(fā)生反應(yīng)2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，由方程式可知1molAl消耗1molNaOH，故Al與NaOH恰好完全反應(yīng)，生成氫氣為1mol×$\frac{3}{2}$=1.5mol，
故生成氫氣的總體積為（0.5mol+1.5mol）×22.4L/mol=44.8L，
故答案為：44.8；
Ⅱ．（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，說明甲中鹽酸過量、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：255mg×$\frac{336mL}{280mL}$=306mg＜385mg，故乙中金屬剩余，鹽酸不足，
故答案為：過量；不足；
（2）乙、丙中鹽酸完全，可以根據(jù)反應(yīng)生成氫氣體積計(jì)算鹽酸的物質(zhì)的量濃度，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：1；
（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，設(shè)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=$\frac{0.28}{22.4}$×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．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及無機(jī)物的推斷以及混合物的計(jì)算，題目難度中等，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及反應(yīng)現(xiàn)象的判斷，根據(jù)表中數(shù)據(jù)關(guān)系判斷反應(yīng)的過量問題是解答關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理及解決問題能力．