Question

0℃，1.01×10⁵Pa時(shí)，分別向甲、乙、丙三個(gè)容器中加入30.0mL同濃度的鹽酸，再加入不同質(zhì)量的由兩種金屬組成的合金粉末，測(cè)量放出氣體的體積．若在甲、乙、丙三個(gè)容器中加入與鹽酸同體積同濃度的氫氧化鈉溶液，再分別加入與上述實(shí)驗(yàn)相同質(zhì)量的同種合金，測(cè)量放出氣體的體積，如下表：

反應(yīng)容器	甲	乙	丙
加入合金質(zhì)量（g）	0.510	1.53	3.57
與鹽酸反應(yīng)生成氣體（L） 與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氣體（L）	0.560 0.336	0.672 x	0.672 y

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以計(jì)算得出的是

 

；
A．合金的組成     B．合金中組分的含量 C．鹽酸的物質(zhì)的量濃度   D．鹽酸的密度
能計(jì)算出的量的值為

 

；
（2）若兩種金屬是下列選項(xiàng)中的某兩種，則從甲容器中的兩次實(shí)驗(yàn)：
①不經(jīng)計(jì)算，肯定沒(méi)有

 

（填字母符號(hào)）；
A．²⁷Al    B．⁵⁶Fe    C．⁶⁴Cu    D．²⁴Mg    
②通過(guò)計(jì)算討論推測(cè)合金的成分

 

；
（3）根據(jù)（2）的推測(cè)結(jié)果，計(jì)算x和y的值分別為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專(zhuān)題：計(jì)算題

分析：鹽酸的濃度、體積一定，乙中合金的質(zhì)量大于甲，且乙中生成氣體氫氣的體積大于甲，故甲中合金完全反應(yīng)，鹽酸有剩余，乙、丙合金質(zhì)量不相等，而生成氣體氫氣的體積相等，說(shuō)明乙、丙中鹽酸都完全反應(yīng)，生成0.672L氫氣需要合金的質(zhì)量=0.51g×

0.672L

0.56L

=0.612g＜1.53g，故乙中合金有剩余；
（1）根據(jù)乙或丙中氫氣體積可以計(jì)算原溶液中n（HCl），根據(jù)H原子守恒可知n（HCl）=2n（H₂），再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算原鹽酸濃度；
（2）由甲組可知，兩種金屬組成的合金能與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣，應(yīng)該含有鋁，且與鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣體積不相等，說(shuō)明了另一金屬能與鹽酸反應(yīng)；
在甲、乙、丙三個(gè)容器中加入與鹽酸同體積同濃度的氫氧化鈉溶液，則NaOH和HCl的物質(zhì)的量相同，由2Al～6HCl～3H₂↑、2Al～2NaOH～3H₂↑，可知等量Al消耗HCl的物質(zhì)的量＞NaOH的物質(zhì)的量，可以推出：甲組中NaOH也是過(guò)量的，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算甲組中Al的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算甲組中另外金屬的質(zhì)量、及與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的體積，設(shè)另一金屬為R，其相對(duì)原子質(zhì)量a，與酸反應(yīng)顯示+x價(jià)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒列方程，討論化合價(jià)確定R元素；
（2）根據(jù)方程式計(jì)算判斷乙、丙中Al與NaOH反應(yīng)過(guò)量問(wèn)題，根據(jù)不足量的物質(zhì)計(jì)算x、y的值．

解答： 解：鹽酸的濃度、體積一定，乙中合金的質(zhì)量大于甲，且乙中生成氣體氫氣的體積大于甲，故甲中合金完全反應(yīng)，鹽酸有剩余，乙、丙合金質(zhì)量部相等，而生成氣體氫氣的體積相等，說(shuō)明乙、丙中鹽酸都完全反應(yīng)，生成0.672L氫氣需要合金的質(zhì)量=0.51g×

0.672L

0.56L

=0.612g＜1.53g，故乙中合金有剩余，
（1）根據(jù)乙或丙中氫氣體積計(jì)算原溶液中n（HCl），由H原子守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=2×

0.672L

22.4L/mol

=0.06mol，故原鹽酸濃度=

0.06mol

0.03L

=2mol/L，
故答案為：C；2mol/L；
（2）①由甲組可知，兩種金屬組成的合金能與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣，應(yīng)該含有鋁，且與鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣體積不相等，說(shuō)明了另一金屬能與鹽酸反應(yīng)，故不經(jīng)計(jì)算，肯定沒(méi)有Cu，
故答案為：C；
②在甲、乙、丙三個(gè)容器中加入與鹽酸同體積同濃度的氫氧化鈉溶液，則NaOH和HCl的物質(zhì)的量相同，由2Al～6HCl～3H₂↑、2Al～2NaOH～3H₂↑，可知等量Al消耗HCl的物質(zhì)的量＞NaOH的物質(zhì)的量，可以推出：甲組中NaOH也是過(guò)量的，則：
2Al～2NaOH～3H₂↑，
2           3
n（Al）   

0.336L

22.4L/mol

=0.015mol
故n（Al）=

0.015mol×2

3

=0.01mol，
故甲組另外金屬質(zhì)量=0.51g-0.01mol×27g/mol=0.24g，與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量=

0.56L-0.336L

22.4L/mol

=0.01mol，設(shè)另一金屬為R，其相對(duì)原子質(zhì)量a，與酸反應(yīng)顯示+x價(jià)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則：

0.24

a

×x=0.01×2，即a=12x，當(dāng)x=2，a=24符合題意，故R為Mg，即該合金為Al、Mg合金，
故答案為：Mg、Al；
（3）n（NaOH）=n（HCl）=0.06mol，由（2）中計(jì)算可知，甲組中n（Al）=0.01mol，則乙組中Al的物質(zhì)的量=0.01mol×

1.53g

0.51g

=0.03mol，由2Al～2NaOH～3H₂↑可知NaOH過(guò)量，故生成氫氣的物質(zhì)的量=0.03mol×

3

2

=0.045mol，故氫氣的體積x=0.045mol×22.4L/mol=1.008L；
丙組中Al的物質(zhì)的量=0.01mol×

3.57g

0.51g

=0.07mol，由2Al～2NaOH～3H₂↑可知NaOH不足，故生成氫氣的物質(zhì)的量=0.06mol×

3

2

=0.09mol，故氫氣的體積y=0.09mol×22.4L/mol=2.016L，
故答案為：1.008；2.016．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析問(wèn)題能力，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活應(yīng)用能力，難度較大，根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷過(guò)量問(wèn)題是解題關(guān)鍵，注意（2）中討論法確定元素．