Question

9．在标准状况下进行下列实验：甲、乙、丙各取30.00ml同浓度的盐酸，加入同一镁铝合金，产生气体，测得有关数据列表如表：

实验序号	甲	乙	丙
合金质量	0.255g	0.385g	0.459g
气体体积	280mL	336mL	336mL

（1）分析表格数据后填空：
①盐酸的物质的量浓度为1 mol•L^-1．
②据甲（填实验序号）中的数据，可计算出合金中镁与铝的物质的量分别为0.005mol；0.005mol．
（2）在丙实验之后，向容器中加入一定量1.00mol•L^-1的NaOH溶液，使合金中的铝恰好完全溶解，再滤出不溶固体．请计算：
①滤液中的溶质及其物质的量是NaCl为0.03mol，NaAlO₂为0.009mol．
②加入NaOH溶液的体积为39mL．

Answer 1

分析 （1）乙、丙中盐酸完全，可以根据反应生成氢气体积计算盐酸的物质的量浓度，根据n=$\frac{V}{Vm}$计算氢气的物质的量，根据氢元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），据此计算；
（2）甲中盐酸有剩余，金属完全反应，此时生成氢气280mL，故可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比，令镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量之和与电子转移守恒列方程计算x、y的值，据此解答；
（3）①在丙实验之后，向容器中加入一定量1.00mol/L的NaOH溶液，使合金中的铝恰好完全溶解，再滤出不溶固体，溶液中溶质为NaCl、NaAlO₂，根据氢气的体积计算HCl的物质的量，溶液中（NaCl）=n（Cl^-），设0.459g合金中含铝的物质的量为xmol，结合（1）中Mg、Al物质的量关系，根据质量列方程计算，由Al元素守恒n（NaAlO₂）=n（Al）；
②根据钠离子守恒n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），进而计算氢氧化钠的体积．

解答 解（1）乙、丙中盐酸完全，可以根据反应生成氢气体积计算盐酸的物质的量浓度，盐酸完全反应生成氢气336mL，氢气的物质的量为$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，根据氢元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=2×0.015mol=0.03mol，故盐酸的物质的量浓度为$\frac{0.03mol}{0.03L}$=1mol/L，
故答案为：1；
（3）甲中盐酸有剩余，金属完全反应，此时生成氢气280mL，故可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比，令镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量可知24x+27y=0.255，根据电子转移守恒有2x+3y=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$×2，联立方程解得：x=0.005、y=0.005，故合金中镁与铝的物质的量分别为0.005mol、0.005mol，故答案为：甲；0.005mol；0.005mol；
（3）①在丙实验之后，向容器中加入一定量1.00mol/L的NaOH溶液，使合金中的铝恰好完全溶解，再滤出不溶固体，溶液中溶质为NaCl、NaAlO₂，
盐酸完全反应生成氢气336mL，氢气的物质的量=0.336L÷22.4L/mol=0.015mol，根据氢元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=2×0.015mol=0.03mol，溶液中（NaCl）=n（Cl^-）=0.03mol，
设0.459g合金中含铝的物质的量为xmol，由（1）中计算可知，Mg的物质的量也是x mol，则：27x+24x=0.459，解得x=0.009mol，n（NaAlO₂）=n（Al）=0.009mol，
故答案为：NaCl为0.03mol，NaAlO₂为0.009mol．
②根据钠离子守恒n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂）=0.03mol+0.009mol=0.039mol，故需要氢氧化钠溶液的体积=0.039mol÷1mol/L=0.039L=39mL，
故答案为：39mL．

点评 本题考查混合物的计算，根据表中数据关系判断反应的过量问题是关键，侧重考查学生对数据分析处理能力，题目难度中等．