Question

10．在標準狀況下，進行甲、乙、丙三組鎂鋁合金與鹽酸反應實驗，三組實驗的有關數據如表：

組別	鎂鋁合金質量．mg	HCl物質的量/mol	氫氣的體積/mL
甲	255	X	280
乙	385	X	336
丙	459	X	336

試完成下列問題：
（1）①甲組實驗中，鹽酸過量（填“過量”“適量”或“不足量”），理由是HCl的物質的量一定，甲中合金質量小于乙中合金質量，且甲中生成氣體體積小于乙中氣體體積
②乙組實驗中，鹽酸不足（填“過量”“適量”或“不足量”），理由是生成336mL氫氣需要合金的質量為255mg×$\frac{336mL}{280mL}$=306mg＜385mg
（2）求合金中鎂、鋁的物質的量之比，題中可作計算依據的數據是甲，求得鎂、鋁的物質的量之比是1：1；
（3）求HCl的物質的量．

Answer 1

分析 （1）①HCl的物質的量一定，甲中合金質量小于乙中合金質量，且甲中生成氣體體積小于乙中氣體體積，說明甲中鹽酸過量、金屬完全反應；
②計算生成336mL氫氣需要合金的質量，判斷乙中合金與鹽酸反應情況；
（2）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應，此時生成氫氣280mL，故可以根據甲組數據計算金屬的物質的量之比，設鎂、鋁的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量之和與電子轉移守恒列方程計算x、y的值；
（3）丙中鹽酸完全，根據n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算氫氣的物質的量，根據氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），據此計算．

解答 解：（1）①HCl的物質的量一定，甲中合金質量小于乙中合金質量，且甲中生成氣體體積小于乙中氣體體積，說明甲中鹽酸過量、金屬完全反應，
故答案為：過量；HCl的物質的量一定，甲中合金質量小于乙中合金質量，且甲中生成氣體體積小于乙中氣體體積；
②生成336mL氫氣需要合金的質量為255mg×$\frac{336mL}{280mL}$=306mg＜385mg，故乙、丙中金屬剩余，鹽酸不足，
故答案為：不足；生成336mL氫氣需要合金的質量為255mg×$\frac{336mL}{280mL}$=306mg＜385mg；
判斷乙中合金與鹽酸反應情況；
（2）甲中鹽酸有剩余，金屬完全反應，此時生成氫氣280mL，故可以根據甲組數據計算金屬的物質的量之比，設鎂、鋁的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量可知：①24x+27y=0.255，根據電子轉移守恒有：②2x+3y=$\frac{0.28}{22.4}$×2，
根據①②聯立解得：x=0.005、y=0.005，
所以合金中鎂與鋁的物質的量之比為：0.005mol：0.005mol=1：1，
故答案為：甲；1：1；
（3）丙中鹽酸完全反應，生成氫氣336mL，氫氣的物質的量為：$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，根據氫元素守恒可知：n（HCl）=2n（H₂）=2×0.015mol=0.03mol，
答：HCl的物質的量為0.03mol．

點評 本題考查混合物的計算，題目難度中等，根據表中數據關系判斷反應的過量問題是關鍵，（3）中注意利用守恒思想解答，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學計算能力．