Question

13．把5.1g鋁鎂合金的粉末放入100mL某鹽酸中，恰好完全反應得到5.6L H₂（標準狀況下）．試計算：
（1）該鹽酸的物質的量濃度；
（2）該合金中鋁的質量分數（結果精確到0.1%）．

Answer 1

分析 鎂鋁合金與鹽酸發生反應的化學方程式為：Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，生成氫氣的物質的量為：n（H₂）=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，結合反應的方程式列方程式計算出鹽酸的物質的量濃度、合金中鋁的質量分數．

解答 解：標況下5.6L氫氣的物質的量為0.25mol，設5.1g鎂鋁合金中含有鎂xmol，含有鋁ymol，則
Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，
1      2                   1
x       2x                x
2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，
2        6                    3
y       3y                  $\frac{3}{2}$y
$\left\{\begin{array}{l}{x+\frac{3}{2}y=0.25}\\{24x+27y=5.1}\end{array}\right.$
解得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.1}\\{y=0.1}\end{array}\right.$
（1）反應消耗的鹽酸的總物質的量為：0.1mol×2+0.1mol×3=0.5mol，
鹽酸的物質的量濃度為：c（HCl）=$\frac{0.5mol}{0.1L}$=5mol/L，
答：該鹽酸的物質的量濃度為5mol/L；
（2）該合金中鋁的質量分數為：w（Al）=$\frac{27g/mol×0.1mol}{5.1g}$×100%≈52.9%，
故：該合金中鋁的質量分數為52.9%．

點評 本題考查了有關混合物的計算，題目難度中等，注意掌握金屬鎂、鋁與酸反應的化學方程式，能夠根據題中數據計算出合金中各組分含量，試題培養了學生的分析、理解能力及計算能力．