Question

兩份質量相等且組成完全相同的鎂-鋁合金，一份投入足量的稀硫酸中，生成氫氣的體積是7.84L；另一份投入足量的氫氧化鈉溶液，生成氫氣的體積是3.36L（以上體積數據均在標準狀況下測得）．計算這種鎂-鋁合金中鎂的質量分數．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：發生的反應方程式有：2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；根據鎂不與氫氧化鈉溶液反應計算出每一份合金中金屬鋁的物質的量，然后根據鋁生成的氫氣計算出鎂生成的氫氣，從計算出每一份合金中鎂的物質的量，然后計算出這種鎂-鋁合金中鎂的質量分數．

解答： 解：鎂、鋁都與稀硫酸反應，則7.84L氫氣為鎂、鋁與稀硫酸反應生成的，標況下7.84L氫氣的物質的量為：n（H₂）=

7.84L

22.4L/mol

=0.35mol，
鎂不與氫氧化鈉溶液反應，所以3.36L氫氣為鋁與氫氧化鈉溶液反應生成的，標況下該氫氣的物質的量為：n（H₂）=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，
根據反應2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑可知，生成0.15mol氫氣，消耗鋁的物質的量為：n（Al）=

2

3

×0.15mol=0.1mol；
另一份合金中鋁的物質的量也為0.1mol，根據反應2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，生成氫氣的物質的量也是0.15mol，
則鎂與稀硫酸反應生成的氫氣的物質的量為：0.35mol-0.15mol=0.2mol，根據反應Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑可知，每一份合金中含有鎂的物質的量為：n（Mg）=n（H₂）=0.2mol，
則合金中鎂的質量分數為：w（Mg）=

24g/mol×0.2mol

27g/mol×0.1mol+24g/mol×0.2mol

×100%=64%，
答：這種鎂-鋁合金中鎂的質量分數為64%．

點評：本題考查混合物反應的計算，題目難度中等，明確Al與堿反應而Mg不與堿反應是關鍵，注意掌握書寫常見金屬與酸（Al與堿溶液）反應的化學方程式．