Question

0℃，1.01×10⁵Pa時，分別向甲、乙、丙三個容器中加入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，測量放出氣體的體積．若在甲、乙、丙三個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驗相同質(zhì)量的同種合金，測量放出氣體的體積，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
能計算出的量的值為

 

；
（2）若兩種金屬是下列選項中的某兩種，則從甲容器中的兩次實驗：
①不經(jīng)計算，肯定沒有

 

（填字母符號）；
A．²⁷Al    B．⁵⁶Fe    C．⁶⁴Cu    D．²⁴Mg    
②通過計算討論推測合金的成分

 

；
（3）根據(jù)（2）的推測結(jié)果，計算x和y的值分別為

 

．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：計算題

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，說明了另一金屬能與鹽酸反應(yīng)；
在甲、乙、丙三個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也是過量的，根據(jù)關(guān)系式計算甲組中Al的質(zhì)量，進而計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，其相對原子質(zhì)量a，與酸反應(yīng)顯示+x價，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒列方程，討論化合價確定R元素；
（2）根據(jù)方程式計算判斷乙、丙中Al與NaOH反應(yīng)過量問題，根據(jù)不足量的物質(zhì)計算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，說明了另一金屬能與鹽酸反應(yīng)，故不經(jīng)計算，肯定沒有Cu，
故答案為：C；
②在甲、乙、丙三個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，其相對原子質(zhì)量a，與酸反應(yīng)顯示+x價，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則：

0.24

a

×x=0.01×2，即a=12x，當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．

點評：本題考查混合物計算，側(cè)重考查學生分析問題能力，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)與靈活應(yīng)用能力，難度較大，根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷過量問題是解題關(guān)鍵，注意（2）中討論法確定元素．