Question

4．将11gFe、Al混合物投入到200mL6.0mol/盐酸中，充分反应，固体完全溶解，共得到标准状态的H₂8.96L．假设反应前后溶液的体积不变．求：
（1）反应中转移的电子总数；
（2）最后所得溶液中溶质的物质的量浓度．

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算氢气物质的量，结合H元素化合价变化计算转移电子数目；
（2）假设Fe、Al物质的量分别为xmol、ymol，根据二者总质量、电子转移守恒列方程计算Fe、Al物质的量，由原子守恒可得FeCl₂、AlCl₃物质的量，根据c=$\frac{n}{V}$计算二者物质的量浓度，根据H原子守恒判断HCl是否完全反应，若有剩余，进而计算反应后溶液中HCl浓度．

解答 解：（1）标况下，氢气物质的量为$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，由H元素化合价变化，可知转移电子数目为0.4mol×2×6.02×10²³mol^-1=4.816×10²³，
答：转移电子数目为4.816×10²³；
（2）假设Fe、Al物质的量分别为xmol、ymol，根据二者总质量、电子转移守恒，则：
$\left\{\begin{array}{l}{56x+27y=11}\\{2x+3y=0.4×2}\end{array}\right.$
解得x=0.1、y=0.2，
则n（FeCl₂）=n（Fe）=0.1mol，则c（FeCl₂）=$\frac{0.1mol}{0.2L}$=0.5mol/L；
n（AlCl₃）=n（Al）=0.2mol，c（AlCl₃）=$\frac{0.2mol}{0.2L}$=1mol/L，
原盐酸中n（HCl）=0.2L×4mol/L=0.8mol，生成0.4mol氢气需要0.8molHCl，则HCl也恰好完全反应，
答：最后所得溶液中FeCl₂为0.5mol/L、AlCl₃为1mol/L．

点评 本题考查化学方程式计算、混合物计算，题目利用守恒法解答，较好的考查学生分析计算能力，难度中等．