Question

【題目】鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題：

(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是________。

(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是________。

(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是________。

(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測得生成的氣體體積比為V(甲)∶V(乙)＝1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為

A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g

Answer 1

【答案】(8分)(1)1：1；(2)1:3；(3)3:1；(4)A

【解析】

試題分析：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑；

(1)通過化學(xué)方程式可以看出，等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，金屬是不足的，所以生成氫氣的物質(zhì)的量相等，所得H2的體積之比是：1：1；

(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，氫氧化鈉和鹽酸是不足的，通過化學(xué)方程式可以看出，1mol的鹽酸會生成0.5mol的氫氣，1mol的氫氧化鈉會生成1.5mol的氫氣，所以產(chǎn)生H2的體積之比是1：3；

(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，通過化學(xué)方程式可以看出，生成1mol的氫氣需要鹽酸2mol，需要氫氧化鈉2/3mol，所以HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是：3：1；

(4)鹽酸和NaOH溶液中的溶質(zhì)的物質(zhì)的量均為：100mL×1/1000×3molL-1=0.3mol，通過化學(xué)方程式可以看出，測得生成的氣體體積比為V(甲)：V(乙)=1：2，所以生成的氫氣物質(zhì)的量之比是1：2，設(shè)鋁與酸完全反應(yīng)時，生成的氫氣的物質(zhì)的量為x

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

2 6 3

0.3mol x

,x=0.15mol

一定條件下氣體的物質(zhì)的量之比等于體積之比，所以氫氧化鈉和鋁反應(yīng)生成的氫氣的物質(zhì)的量為：0.15mol×2=0.3mol，

堿與金屬完全反應(yīng)時，設(shè)堿與金屬反應(yīng)的物質(zhì)的量為y

2Al+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑

2 3

y 0.3mol

,y=0.2mol

所以鋁的質(zhì)量為：0.2mol×27g/mol=5.4g，故選A。