Question

【題目】在標準狀況下進行甲、乙、丙三組實驗。三組實驗均各取30mL同濃度的鹽酸，加入同一種鎂鋁合金粉末，加入合金質量與產生氣體有關數據見下表：

實驗序號	甲	乙	丙
合金質量/mg	255	385	459
生成氣體體積/mL	280	336	336

（1）甲、乙兩組實驗中，哪一組鹽酸是不足量的？______(填“甲”或“乙”)，理由是______________。

（2）要算出鹽酸的物質的量濃度，題中可作為計算依據的數據是________，求得的鹽酸的物質的量濃度為________。

（3）求合金中Mg、Al的物質的量之比，題中可作為計算依據的數據是________，求得的Mg、Al物質的量之比為_____。

Answer 1

【答案】乙 在乙中繼續加合金，氣體體積不變，說明酸不足 336mL 1mol/L 甲 1：1

【解析】

根據表格中數據，甲、乙兩組隨著合金質量的增大，生成氣體體積增大，即甲組中合金不足，鹽酸過量，乙、丙兩組中隨著合金質量增大，氣體體積不變，說明丙組中合金過量，鹽酸過量，n(HCl)=n(H2)×2=336×10－3×2L/(22.4L·mol－1)=3×10－2mol，c(HCl)=3×10－2mol/(30×10－3)L=1mol·L－1，根據甲組計算合金物質的量，利用24n(Mg)＋27n(Al)=255×10－3，2n(Mg)＋3n(Al)=280×10－3L×2/22.4L·mol－1，n(Al)=n(Mg)=0.005mol；

根據表格中數據，甲、乙兩組隨著合金質量的增大，生成氣體體積增大，即甲組中合金不足，鹽酸過量，乙、丙兩組中隨著合金質量增大，氣體體積不變，說明丙組中合金過量，鹽酸過量，n(HCl)=n(H2)×2=336×10－3×2L/(22.4L·mol－1)=3×10－2mol，c(HCl)=3×10－2mol/(30×10－3)L=1mol·L－1，根據甲組計算合金物質的量，利用24n(Mg)＋27n(Al)=255×10－3，2n(Mg)＋3n(Al)=280×10－3L×2/22.4L·mol－1，n(Al)=n(Mg)=0.005mol；

（1）合金中n(Al)和n(Mg)物質的量之比為1：1，則乙組中n(Al)=n(Mg)≈8×10－3mol，n(HCl)=30×10－3L×1mol·L－1=3×10－2mol，根據2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑、Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，消耗鹽酸物質的量為3n(Al)＋2n(Mg)=3×8×10－3mol＋2×8×10－3mol=4×10－2mol>3×10－2mol，說明鹽酸不足；

（2）根據上述分析，計算鹽酸物質的量濃度，利用丙組數據進行計算，根據元素守恒，利用氣體體積為336mL進行計算，n(HCl)=n(H2)×2=336×10－3×2L/(22.4L·mol－1)=3×10－2mol，c(HCl)=3×10－2mol/(30×10－3)L=1mol·L－1，計算得出c(HCl)=1mol·L－1；

（3）計算合金物質的量之比，利用甲組數值，，即255mg，利用24n(Mg)＋27n(Al)=255×10－3，2n(Mg)＋3n(Al)=280×10－3L×2/22.4L·mol－1，計算得出n(Al)=n(Mg)=0.005mol，n(Mg):n(Al)=1:1。