Question

某同學在實驗室進行甲、乙、丙、丁4組實驗：各取40mL同濃度的鹽酸，加入同一種鎂鋁合金粉末，合金質(zhì)量和生成氣體體積記錄如表：

實驗序號	甲	乙	丙	丁
合金質(zhì)量（g）	0.204	0.306	0.408	0.510
生成氣體體積（mL） （標準狀況）	224	336	448	448

請回答：
（1）鹽酸的物質(zhì)的量濃度為______mol/L．
（2）乙組合金中鎂的質(zhì)量是______g．（精確到0.001）
（3）若在甲組實驗后的溶液中加入濃度為0.5mol/L NaOH溶液，使產(chǎn)生的Al（OH）₃沉淀恰好溶解，則需NaOH溶液的體積為______mL．

Answer 1

解：鹽酸的體積一定，故各組實驗中n（HCl）相同，甲、乙、丙產(chǎn)生氫氣的體積，隨合金的質(zhì)量增大而增大，說明甲、乙中鹽酸過量，金屬不足；丙中加入0.408g合金時生成氣體的體積為448mL，繼續(xù)加入合金，生成氣體體積不變，說明丙中鹽酸完全反應，丁中合金過量，生成448mL氫氣需要合金的質(zhì)量為0.204g×=0.408g，故丙中鹽酸與合金恰好反應，
（1）利用第三組數(shù)據(jù)計算，氫氣的物質(zhì)的量為=0.02mol，故氫原子守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=2×0.02mol=0.04mol，故該鹽酸的濃度為=1mol/L，故答案為：1；
（2）令Mg、Al的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：

解得x=0.006，y=0.006，
故Mg的質(zhì)量為0.006mol×24g/mol=0.144g，
故答案為：0.144；
（3）在甲組實驗后的溶液中加入濃度為0.5mol/L NaOH溶液，使產(chǎn)生的Al（OH）₃沉淀恰好溶解，此時溶液中溶質(zhì)為NaAlO₂、NaCl．
由（2）計算可知化合物中Mg、Al的物質(zhì)的量之比為1：1，故甲中n（Al）==0.004mol，由Al原子守恒，n（NaAlO₂）=n（Al）=0.004mol，由氯離子守恒n（NaCl）=n（HCl）=0.04mol，根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=n（NaAlO₂）+n（NaCl）=0.004mol+0.04mol=0.044mol，故需要氫氧化鈉溶液的體積為=0.088L=88mL，
故答案為：88．
分析：鹽酸的體積一定，故各組實驗中n（HCl）相同，甲、乙、丙產(chǎn)生氫氣的體積，隨合金的質(zhì)量增大而增大，說明甲、乙中鹽酸過量，金屬不足；丙中加入0.408g合金時生成氣體的體積為448mL，繼續(xù)加入合金，生成氣體體積不變，說明丙中鹽酸完全反應，丁中合金過量，生成448mL氫氣需要合金的質(zhì)量為0.204g×=0.408g，故丙中鹽酸與合金恰好反應，
（1）利用第三組數(shù)據(jù)計算，根據(jù)n=計算氫氣的物質(zhì)的量，故氫原子守恒可知n（HCl）=2n（H₂），再根據(jù)c=計算；
（2）令Mg、Al的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量之和及生成氫氣體積列方程計算x、y的值，再根據(jù)m=nM計算Mg的質(zhì)量；
（3）在甲組實驗后的溶液中加入濃度為0.5mol/L NaOH溶液，使產(chǎn)生的Al（OH）₃沉淀恰好溶解，此時溶液中溶質(zhì)為NaAlO₂、NaCl，由氯離子守恒n（NaCl）=n（HCl），由Al原子守恒，n（NaAlO₂）=n（Al），結(jié)合（2）中的計算計算n（Al），根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=n（NaAlO₂）+n（NaCl），再根據(jù)V=計算需要氫氧化鈉溶液的體積．
點評：本題考查混合物的有關計算，難度中等，注意根據(jù)數(shù)據(jù)關系判斷反應的過量問題為解答該題的關鍵．