Question

現有等物質的量的Mg和Al的混合物a g與100ml鹽酸反應，（氣體體積均以標準狀況計算）
（1）該混合物中Mg和Al的質量比為______
（2）如果金屬與鹽酸恰好完全反應，則鹽酸的濃度為______
（3）如果反應后金屬有剩余，鹽酸不足，要計算生成H₂的體積，還需要知道______
（4）如鹽酸過量，生成H₂的體積為______L
（5）若Mg和Al不是以等物質的量混合，則a g混合物與足量鹽酸完全反應時生成H₂體積（V）的范圍是______．

Answer 1

解：（1）物質的量相等，質量之比等于摩爾質量之比，故等物質的量的Mg和Al的質量之比為24g/mol：27g/mol=8：9．
故答案為：8：9．
（2）令二者的物質的量為xmol，則24x+27x=a，解得x=，二者與鹽酸恰好反應，根據電荷守恒可知，金屬提供的電子的物質的量等于氯離子的物質的量，故n（HCl）=mol×2+mol×3=mol，故鹽酸的濃度為=mol/L．
故答案為：mol/L．
（3）如果反應后金屬有剩余，鹽酸不足，鹽酸完全反應，由氫元素守恒可知要計算生成H₂的體積，還需要知道鹽酸的物質的量濃度．
故答案為：鹽酸的物質的量濃度．
（4）令生成的氫氣的物質的量為ymol，根據電子轉移守恒有mol×2+mol×3=2ymol，解得y=mol，生成氫氣的體積為mol×22.4L/mol=L．
故答案為：L．
（5）金屬提供的電子越多，生成的氫氣的體積越大．假設全是Al時，金屬提供的電子的物質的量最多，生成的氫氣的體積最大．Al的物質的量為=mol，根據電子轉移守恒可知，生成氫氣的物質的量為mol×3×=mol，體積為mol×22.4L/mol=L；
假設全是Mg時，金屬提供的電子最少，生成的氫氣的體積最少，Mg的物質的量為=mol，根據電子轉移守恒可知，生成氫氣的物質的量為mol×2×=mol，體積為mol×22.4L/mol=L．
故生成氫氣的體積范圍為：L＜V（H₂）＜L．
故答案為：L＜V（H₂）＜L．
分析：（1）物質的量相等，質量之比等于摩爾質量之比．
（2）令二者的物質的量為xmol，根據二者的質量之和計算x的值，二者與鹽酸恰好反應，根據電荷守恒可知，金屬提供的電子的物質的量等于氯離子的物質的量，進而計算鹽酸的濃度．
（3）如果反應后金屬有剩余，鹽酸不足，鹽酸完全反應，由氫元素守恒可知要計算生成H₂的體積，還需要知道鹽酸的物質的量濃度．
（4）根據電子轉移守恒計算生成氫氣的物質的量，再根據V=nVm計算生成氫氣的體積．
（5）金屬提供的電子越多，生成的氫氣的體積越大．利用極限法計算，當全是Al時，金屬提供的電子的物質的量最多，生成的氫氣的體積最大；當全是Mg時，金屬提供的電子最少，生成的氫氣的體積最少．利用電子轉移守恒計算生成的氫氣的物質的量，再根據V=nVm計算生成氫氣的體積．
點評：考查鎂鋁的性質、混合物的有關計算等，難度中等，注意（5）中極限法的運用．