Question

3．某同學取不同質量的鎂鋁合金樣品分別與30mL同濃度的鹽酸反應，所取合金質量與產生氣體體積（已轉化為標準狀況）如下：

實驗序號	a	b	c
合金質量/mg	510	765	918
氣體體積/mL	560	672	672

通過計算求：
（1）該鹽酸的物質的量濃度?
（2）合金中鎂的質量分數?
（3）在c組實驗后，還需向容器中加入多少毫升同濃度的鹽酸才能使剩余合金恰好完全溶解？

Answer 1

分析 （1）先判斷鹽酸是否完全反應，若鹽酸完全反應，根據氫氣求出消耗的鹽酸，再求出濃度；
（2）根據表中數據可知，a組中金屬完全反應，根據金屬的總質量和生成氫氣的物質的量列方程組，計算；
（3）根據方程式中轉化關系以及原子守恒計算．

解答 解：（1）c組實驗中鹽酸完全反應，n（H₂）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol
則c（HCl）=$\frac{2×0.03mol}{0.03L}$=2mol/L．
答：鹽酸的濃度為2mol/L．                          
（2）設0.510合金中Mg?Al的物質的量分別為x?y，
由于a組實驗中金屬完全反應，生成氫氣n（H₂）=$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol，
由合金質量知：x×24g/mol+y×27g/mol=0.510g   ①
由反應得失電子數相等得：2x+3y=0.025mol×2   ②
解①②得：x=y=0.01 mol
則合金中鎂的質量分數=$\frac{0.01mol×24g/mol}{0.510g}×100%=47.06%$         
答：合金中鎂的質量分數為47.06%．
（3）c組實驗合金中n（Al）=n（Mg）=0.01mol×$\frac{0.918g}{0.510g}$=0.018mol
與鹽酸恰好反應后，溶液中只有AlCl₃和MgCl₂
溶解0.918g合金共需要n（HCl）=0.018 mol×3﹢0.018 mol×2=0.09mol
V（HCl）=$\frac{0.09mol}{2mol/L}=0.045L=45mL$    答：在c組實驗后，還需向容器中加入15mL同濃度的鹽酸才能使剩余合金恰好完全溶解．

點評 本題考查了合金的有關計算，明確物質之間的反應結合方程式來分析解答，注意根據反應方程式及結合原子守恒進行計算，題目難度較大．