Question

20．量取16.0mL 10.0mol•L^-1HCl溶液，加蒸馏水稀释至100mL，取两份稀释后的HCl溶液各25mL，分别加入等质量的Mg和Al，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示（氢气体积已折算成标准状况下的体积），请计算：
（1）稀释后HCl溶液的物质的量浓度为1.60mol•L^-1．
（2）加入Al的质量至少有0.48g．

Answer 1

分析 （1）HCl溶液各25mL，分别加入等质量的Mg和Al，生成的氢气的体积相同，由于Al的电子摩尔质量比Mg的大，所以Al与盐酸反应时Al过量，其反应方程式为：2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，根据生成的氢气求出盐酸的物质的量和浓度；
（2）Zn与硫酸反应时锌完全反应，根据方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑计算Zn的物质的量和质量，Zn和Fe的质量相同．

解答 解：（1）HCl溶液各25mL，分别加入等质量的Mg和Al，生成的氢气的体积相同，由于Al的电子摩尔质量比Mg的大，所以Al与盐酸反应时Al过量，其反应方程式为：2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，由图象可知生成的氢气为n（H₂）=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，则n（HCl）=2n（H₂）=0.04mol，c（HCl）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.04mol}{0.025L}$=1.60mol/L，
故答案为：1.60；
（2）Mg与盐酸反应时镁完全反应，反应方程式为Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，则n（Mg）=0.02mol，m（Mg）=nM=0.02mol×24g/mol=0.48g，Mg和Al的质量相同，所以Al的质量为0.48g，
故答案为：0.48g．

点评 本题考查了根据方程式的计算，明确物质之间发生的反应是解本题关键，再结合原子守恒进行计算，题目难度中等．