Question

12．在兩個燒杯中分別盛有100mL 3.0mol•L^-1的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩個燒杯中分別加入等質量的鋁粉，在相同狀況下生成的氣體的體積比為2：5，則加入的鋁粉的質量為（　　）

• A． 2.7 g
• B． 5.4 g
• C． 6.75 g
• D． 8.1 g

Answer 1

分析 鹽酸和氫氧化鈉溶液中溶質的物質的量相同，加入鋁的質量相同，若Al都完全反應，則生成氫氣應相等，而應結束后測得生成的氣體體積比為2：5，由方程式：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，可知酸與金屬反應時酸不過量，堿與金屬反應時堿過量，結合方程式計算解答．

解答 解：鹽酸和氫氧化鈉溶液中溶質的物質的量相同，加入鋁的質量相同，若Al都完全反應，則生成氫氣應相等，而應結束后測得生成的氣體體積比為2：5，由方程式：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，可知酸與金屬反應時酸不過量，堿與金屬反應時堿過量．
鹽酸和氫氧化鈉溶液中溶質的物質的量均為0.1L×3mol/L=0.3mol，
設鋁與酸反應時酸完全反應，生成的氫氣的物質的量為x，則：
2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑
    6            3
    0.3mol       x
解得x=$\frac{0.3mol×3}{6}$=0.15mol，
則堿與金屬鋁反應生成的氫氣的物質的量為0.15mol×$\frac{5}{2}$=0.375mol，
堿與金屬鋁反應時鋁完全反應，設與堿反應的鋁的物質的量為y，則：
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
2                       3
y                      0.375mol
解得y=$\frac{0.375mol×2}{3}$=0.25mol，
則鋁的質量為0.25mol×27g/mol=6.75g，
故選：C．

點評 本題考查化學反應方程式的計算，關鍵是判斷反應中酸、堿是否足量，難度中等．