Question

15．由鋁、硅兩種物質組成的試樣11g，均勻地分成等質量的兩份，一份與足量的鹽酸接觸可產生氣體a L，另一份與足量的NaOH溶液接觸產生同樣的氣體b L，合并兩次收集的氣體共有11.2L（標準狀況）．試分析此試樣中兩種物質的百分含量．

Answer 1

分析 鋁能夠與鹽酸和氫氧化鈉溶液反應生成氫氣，而硅只能與氫氧化鈉溶液反應生成氫氣，則與鹽酸反應生成的氣體為鋁反應生成的，則Si與氫氧化鈉溶液反應生成的氣體為為：（b-a）L，然后根據電子守恒計算出鋁、硅的物質的量，再計算兩種物質的百分含量．

解答 解：一份與足量的鹽酸接觸可產生氣體a L，該氣體為Al與HCl反應生成的，2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，根據電子守恒可得：3n（Al）=$\frac{a}{22.4L/mol}$×2，整理可得：n（Al）=$\frac{2a}{22.4×3}$mol，
一份與足量的NaOH溶液接觸產生同樣的氣體b L，該氣體為鋁、硅與NaOH反應生成的，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑
電子守恒分析可知Si與NaOH反應生成的氫氣體積為：（b-a）L，根據電子守恒可得：n（Si）=$\frac{b-a}{22.4}$×$\frac{2}{4}$mol=$\frac{b-a}{22.4×2}$mol，
由鋁、硅兩種物質組成的試樣11g，均勻地分成等質量的兩份，每份質量為5.5g，
Al的百分含量=$\frac{\frac{2a}{22.4×3}mol×27g/mol}{5.5g}$×100%=$\frac{45a}{308}$×100%，
Si的百分含量=$\frac{\frac{b-a}{22，4×2}mol×28g/mol}{5.5g}$×100%=$\frac{5（b-a）}{44}$×100%，
答：此試樣中兩種物質的百分含量，Al的百分含量$\frac{45a}{308}$×100%，Si的百分含量$\frac{5（b-a）}{44}$×100%．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確鋁、硅的化學性質及反應的反應原理為解答關鍵，試題培養了學生的分析、理解能力及化學計算能力．