Question

10．今有濃度均為1.5mol•L^-1的氫氧化鈉和硫酸溶液各200mL，分別加入等質(zhì)量的Al粉，反應完畢后生成氣體的質(zhì)量之比為4：3，下列說法正確的是（　　）

• A． 與H₂SO₄反應的鋁粉7.2g
• B． 參加反應的H₂SO₄為0.2mol
• C． 鋁與NaOH反應中消耗氧化劑約0.53mol
• D． 參加反應的NaOH約為0.27mol

Answer 1

分析 若鋁粉在兩溶液中均不足，則反應生成氣體的質(zhì)量之比為1：1；
若鋁粉在兩溶液中均過量，則生成氣體的質(zhì)量之比為3：2．
而現(xiàn)在反應完畢后生成氣體的質(zhì)量之比為4：3，介于1：1和3：2之間，說明鋁在一種溶液中不足，在另一種溶液中過量．
根據(jù)反應方程式2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，鋁在NaOH溶液中不足，在硫酸中過量，據(jù)此分析．

解答 解：若鋁粉在兩溶液中均不足，則反應生成氣體的質(zhì)量之比為1：1；
若鋁粉在兩溶液中均過量，則生成氣體的質(zhì)量之比為3：2．
而現(xiàn)在反應完畢后生成氣體的質(zhì)量之比為4：3，介于1：1和3：2之間，說明鋁在一種溶液中不足，在另一種溶液中過量．
根據(jù)反應方程式2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，鋁在NaOH溶液中不足，在硫酸中過量．
A、由于鋁在氫氧化鈉溶液中完全反應，而在硫酸中過量，故硫酸溶液中生成氫氣的物質(zhì)的量取決于硫酸，而硫酸的物質(zhì)的量為0.3mol，故生成的氫氣的物質(zhì)的量n（H₂）=0.3mol，設反應掉的鋁的物質(zhì)的量為xmol，則根據(jù)：2Al～3H₂，可知：2Al～3H₂
           2              3
          xmol         0.3mol
故有：$\frac{2}{xmol}=\frac{3}{0.3mol}$
解得x=0.2mol，質(zhì)量m=nM=0.2mol×27g/mol=5.4g，故A錯誤；
B、由于硫酸完全反應，故反應掉的硫酸的物質(zhì)的量為0.3mol，故B錯誤；
C、由于硫酸和鋁反應生成氫氣0.3mol，故氫氧化鈉和鋁反應生成氫氣0.4mol，根據(jù)鋁和氫氧化鈉溶液反應時，水做氧化劑，且反應的原化學方程式為：2Al+2NaOH+6H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑+4H₂O，即6H₂O～3H₂，設消耗的氧化劑的物質(zhì)的量為ymol，則有：
6H₂O～3H₂
6                 3
ymol           0.4mol
可知：$\frac{6}{ymol}=\frac{3}{0.4mol}$
解得y=0.8mol，故C錯誤；
D、由于硫酸和鋁反應生成氫氣0.3mol，故氫氧化鈉和鋁反應生成氫氣0.4mol，設消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為zmol，根據(jù)鋁和氫氧化鈉溶液反應可知：
2 NaOH～3H₂
 2                   3
zmol              0.4mol
則有：$\frac{2}{zmol}=\frac{3}{0.4mol}$
解得z≈0.27mol，故D正確．
故選D．

點評 本題考查化學反應方程式的計算，涉及過量計算問題，關鍵是判斷反應中酸、堿是否足量，綜合性較強，難度中等．