Question

在標準狀況下進行下列實驗：甲、乙各取 30.0ml同濃度的鹽酸，加入同一鎂-鋁合金粉末產生氣體，有關數據列表如下：

實驗序號	甲	乙	丙
合金質量/mg	255	385	510
氣體體積/ml	280	336	336

（1）鹽酸的物質的量濃度為______ mol/L，在表中可作為計算依據的是______ （填實驗序號，符合要求的全部寫出）
（2）據______（填實驗序號）中的數據，可計算此鎂-鋁合金中鎂與鋁的物質的量之比______．
（3）在乙實驗中，可以判斷______
A、金屬過量　 B、恰好反應　 C、金屬不足　　D、無法判斷
（4）在丙實驗之后，向容器中加入一定量的1.00mol/l的NaOH溶液能使合金中的鋁粉恰好完全溶解，再過濾出不溶性的固體，請?zhí)钕卤恚?br/>

濾液中的溶質	NaCl	NaAlO2
對應物質的量/mol
加入NaOH溶液的體積/ml

Answer 1

解：（1）由表中數據可知，30.0ml同濃度的鹽酸加入255mg金屬，鹽酸有剩余，金屬完全反應．加入385mg金屬與加入510mg金屬生成的氫氣體積一樣多，故加入385mg金屬，鹽酸完全反應，此時生成氫氣336mL，氫氣的物質的量為=0.015mol，根據氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=2×0.015mol=0.03mol，故鹽酸的物質的量濃度為=1mol/L．
故答案為：1mol/L；乙、丙．
（2）由表中甲、乙數據可知，甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應，此時生成氫氣280mL，故可以根據甲組數據計算金屬的物質的量之比．
令鎂、鋁的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量可知24x+27y=0.255，根據電子轉移守恒有2x+3y=×2，聯立方程解得：x=0.005、y=0.005，故合金中鎂與鋁的物質的量之比為0.005mol：0.005mol=1：1．
故答案為：甲；1：1．
（3）甲中鹽酸有剩余，255mg金屬完全反應，此時生成氫氣280mL，故生成336mL氫氣需要金屬的質量為255mg×=306mg，故金屬有剩余．
故選：A．
（4）丙實驗之后，向容器中加入一定量的1.00mol/l的NaOH溶液能使合金中的鋁粉恰好完全溶解，溶液中溶質為氯化鈉、偏鋁酸鈉．
由（2）中計算Mg、Al的物質的量可知丙中Al的物質的量為0.005mol×=0.01mo，根據鋁元素守恒計算偏鋁酸鈉的物質的量為0.01mol，根據氯離子守恒可知n（NaCl）=1mol/L×0.03L=0.03mol，根據鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂）=0.03mol+0.01mol=0.04mol，故需要氫氧化鈉溶液的體積為=0.04L=40mL．
故答案為：

濾液中的溶質	NaCl	NaAlO2
對應物質的量/mol	0.03	0.01
加入NaOH溶液的體積/ml	40

分析：（1）由表中數據可知，30.0ml同濃度的鹽酸加入255mg金屬，鹽酸有剩余，金屬完全反應．加入385mg金屬與加入510mg金屬生成的氫氣體積一樣多，故加入385mg金屬，鹽酸完全反應，此時生成氫氣336mL，計算氫氣的物質的量，根據氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），據此計算．
（2）由表中甲、乙數據可知，甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應，此時生成氫氣280mL，故可以根據甲組數據計算金屬的物質的量之比．令鎂、鋁的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量之和與電子轉移守恒列方程計算x、y的值．
（3）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應，此時生成氫氣280mL，據此計算生成336mL氫氣需要金屬的質量，判斷金屬是否完全反應．
（4）丙實驗之后，向容器中加入一定量的1.00mol/l的NaOH溶液能使合金中的鋁粉恰好完全溶解，溶液中溶質為氯化鈉、偏鋁酸鈉．由（2）中計算Mg、Al的物質的量可知丙中Al的物質的量，根據鋁元素守恒計算偏鋁酸鈉的物質的量，根據鈉離子守恒計算溶液中n（NaCl）=1mol/L×0.03L=0.03mol．根據鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），據此計算氫氧化鈉的物質的量，根據V=計算氫氧化鈉的體積．
點評：考查鎂鋁及其化合物的性質、混合物的計算、對實驗數據的分析等，難度較大，成分利用表中數據判斷金屬與鹽酸的反應情況是解題的關鍵，注意守恒思想的運用．