Question

現(xiàn)有等物質(zhì)的量的Mg和Al的混合物a g與100ml鹽酸反應(yīng)，（氣體體積均以標(biāo)準(zhǔn)狀況計(jì)算）
（1）該混合物中Mg和Al的質(zhì)量比為

8：9

（2）如果金屬與鹽酸恰好完全反應(yīng)，則鹽酸的濃度為

50a

51

mol/L

（3）如果反應(yīng)后金屬有剩余，鹽酸不足，要計(jì)算生成H₂的體積，還需要知道

鹽酸的物質(zhì)的量濃度

（4）如鹽酸過量，生成H₂的體積為

56a

51

L

L
（5）若Mg和Al不是以等物質(zhì)的量混合，則a g混合物與足量鹽酸完全反應(yīng)時(shí)生成H₂體積（V）的范圍是

22.4a

24

L＜V（H₂）＜

22.4a

18

L

．

Answer 1

分析：（1）物質(zhì)的量相等，質(zhì)量之比等于摩爾質(zhì)量之比．
（2）令二者的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)二者的質(zhì)量之和計(jì)算x的值，二者與鹽酸恰好反應(yīng)，根據(jù)電荷守恒可知，金屬提供的電子的物質(zhì)的量等于氯離子的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算鹽酸的濃度．
（3）如果反應(yīng)后金屬有剩余，鹽酸不足，鹽酸完全反應(yīng)，由氫元素守恒可知要計(jì)算生成H₂的體積，還需要知道鹽酸的物質(zhì)的量濃度．
（4）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算生成氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nVm計(jì)算生成氫氣的體積．
（5）金屬提供的電子越多，生成的氫氣的體積越大．利用極限法計(jì)算，當(dāng)全是Al時(shí)，金屬提供的電子的物質(zhì)的量最多，生成的氫氣的體積最大；當(dāng)全是Mg時(shí)，金屬提供的電子最少，生成的氫氣的體積最少．利用電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算生成的氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nVm計(jì)算生成氫氣的體積．

解答：解：（1）物質(zhì)的量相等，質(zhì)量之比等于摩爾質(zhì)量之比，故等物質(zhì)的量的Mg和Al的質(zhì)量之比為24g/mol：27g/mol=8：9．
故答案為：8：9．
（2）令二者的物質(zhì)的量為xmol，則24x+27x=a，解得x=

a

51

，二者與鹽酸恰好反應(yīng)，根據(jù)電荷守恒可知，金屬提供的電子的物質(zhì)的量等于氯離子的物質(zhì)的量，故n（HCl）=

a

51

mol×2+

a

51

mol×3=

5a

51

mol，故鹽酸的濃度為

5a 51 mol

0.1mol

=

50a

51

mol/L．
故答案為：

50a

51

mol/L．
（3）如果反應(yīng)后金屬有剩余，鹽酸不足，鹽酸完全反應(yīng)，由氫元素守恒可知要計(jì)算生成H₂的體積，還需要知道鹽酸的物質(zhì)的量濃度．
故答案為：鹽酸的物質(zhì)的量濃度．
（4）令生成的氫氣的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有

a

51

mol×2+

a

51

mol×3=2ymol，解得y=

2.5a

51

mol，生成氫氣的體積為

2.5a

51

mol×22.4L/mol=

56a

51

L．
故答案為：

56a

51

L．
（5）金屬提供的電子越多，生成的氫氣的體積越大．假設(shè)全是Al時(shí)，金屬提供的電子的物質(zhì)的量最多，生成的氫氣的體積最大．Al的物質(zhì)的量為

ag

27g/mol

=

a

27

mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，生成氫氣的物質(zhì)的量為

a

27

mol×3×

1

2

=

a

18

mol，體積為

a

18

mol×22.4L/mol=

22.4a

18

L；
假設(shè)全是Mg時(shí)，金屬提供的電子最少，生成的氫氣的體積最少，Mg的物質(zhì)的量為

ag

24g/mol

=

a

24

mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，生成氫氣的物質(zhì)的量為

a

24

mol×2×

1

2

=

a

24

mol，體積為

a

24

mol×22.4L/mol=

22.4a

24

L．
故生成氫氣的體積范圍為：

22.4a

24

L＜V（H₂）＜

22.4a

18

L．
故答案為：

22.4a

24

L＜V（H₂）＜

22.4a

18

L．

點(diǎn)評(píng)：考查鎂鋁的性質(zhì)、混合物的有關(guān)計(jì)算等，難度中等，注意（5）中極限法的運(yùn)用．