Question

甲、乙两烧杯中各盛有l00ml） 3mol?L^-1的盐酸和氢氧化钠溶液．向烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1：2．
（1）加入铝粉的质量是

 

g．
（2）向反应结束后的乙烧杯中逐滴滴加3mol?L^-1的盐酸，使溶液中的铝元素仅以Al³⁺的形式存在．则至少需要滴加3mol?L^-1的盐酸

 

mL．

Answer 1

考点：铝的化学性质,化学方程式的有关计算

专题：计算题,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）根据铝的质量相同，盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量相同，应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=1：2，由化学反应方程式可知，酸与金属反应时酸不过量，碱与金属反应时碱过量来计算解答．
（2）乙烧杯中含有0.1mol的NaOH、0.2molNaAlO₂，根据反应方程式计算．

解答： 解：盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量均为0.1L×3mol/L=0.3mol，又两烧杯中分别加入等质最的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=1：2，
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+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑
         6            3
        0.3mol        x

6

3

=

0.3mol

x

，解得x=0.15mol，
一定条件下，气体的物质的量之比等于体积之比，则碱与金属铝反应生成的氢气的物质的量为0.15mol×2=0.3mol，
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                      0.3mol
 

2

3

=

y

0.3mol

，解得y=0.2mol，
则铝的质量为0.2mol×27g/mol=5.4g，
故答案为：5.4；
（2）乙烧杯中含有0.1mol的NaOH、0.2molNaAlO₂，设与NaOH反应消耗的盐酸的物质的量为xmol，与NaAlO₂反应消耗的盐酸的物质的量为ymol，则
    NaOH+HCl=NaCl+H₂O
    1       1
  0.1mol    xmol
求得x=0.1，
NaAlO₂ +4HCl=AlCl₃+NaCl+2H₂O
  1      4
 0.2mol  ymol

1

4

=

0.2mol

ymol

求得：y=0.8，因此共消耗HCl的物质的量为：0.9mol，
至少需要需要滴加的盐酸的体积V=

0.9mol

3mol?L -1

=0.3L=300ml，
故答案为：300．

点评：本题考查学生利用化学反应方程式的计算，明确铝与酸、碱反应水的化学反应方程式，酸碱足量、酸碱均不足量时得到的氢气的关系是解答本题的关键．