Question

標(biāo)準(zhǔn)狀況下分別向甲、乙、丙三個(gè)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同種合金粉末，測(cè)量放出氣體的體積．另在甲、乙、丙三個(gè)容器中加入30.0mL與鹽酸同濃度的氫氧化鈉溶液，再分別加入與上述實(shí)驗(yàn)相同質(zhì)量的同種合金，測(cè)量放出氣體的體積．所得數(shù)據(jù)如下表所示：

反應(yīng)容器	甲	乙	丙
合金的質(zhì)量/g	0.510	1.53	3.57
與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積/L	0.560	0.672	0.672
與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積/L	0.336	x	y

根據(jù)表中數(shù)據(jù)不可能得出的結(jié)論是（　　）

• A、鹽酸的物質(zhì)的量濃度為2 mol?L^-1
• B、合金可能由鎂與鋁組成
• C、x=2.016
• D、y=2.016

Answer 1

分析：A．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，根據(jù)乙或丙中氫氣體積可以計(jì)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(jì)算原鹽酸濃度；
B．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，在甲、乙、丙三個(gè)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(jì)算甲組中Al的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)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(duì)原子質(zhì)量a，與酸反應(yīng)顯示+x價(jià)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒列方程，討論化合價(jià)確定R元素；
CD．根據(jù)方程式計(jì)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(jì)算x、y的值．

解答：解：A．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，根據(jù)乙或丙中氫氣體積計(jì)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A正確；
B．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，在甲、乙、丙三個(gè)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(duì)原子質(zhì)量a，與酸反應(yīng)顯示+x價(jià)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則：

0.24

a

×x=0.01×2，即a=12x，當(dāng)x=2，a=24符合題意，故R為Mg，即該合金為Al、Mg合金，故B正確；
C．NaOH的物質(zhì)的量=n（HCl）=0.06mol，由（2）中計(jì)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，故C錯(cuò)誤；
D．NaOH的物質(zhì)的量=n（HCl）=0.06mol，由（2）中計(jì)算可知，甲組中n（Al）=0.01mol，則丙組中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D正確，
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物計(jì)算，根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷過量問題是解題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析問題能力，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活應(yīng)用能力，難度較大，注意B選項(xiàng)中討論法確定元素．