Question

12．在標準狀況下，取甲、乙、丙各30.0mL 相同濃度的鹽酸，然后分別慢慢加入組成相同的鎂鋁合金粉末，得下表中有關數據（假設反應前后溶液體積不發生變化）：

實驗序號	甲	乙	丙
合金質量/mg	255	385	459
氣體體積/mL	280	336	336

請回答：
（1）甲組實驗中，鹽酸（選填“過量”、“適量”或“不足量”，下同）過量；乙組實驗中鹽酸不足量．
（2）鹽酸的物質的量濃度為1mol/L．
（3）合金中Mg、Al 的物質的量之比為1：1．

Answer 1

分析 （1）鹽酸濃度、體積一定，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，乙中合金質量小于丙中合金質量，且乙、丙生成氣體體積相等，說明乙、丙中鹽酸完全反應，生成336mL氫氣需要金屬的質量為：255mg×$\frac{336mL}{280mL}$=306mg＜385mg，故乙中金屬剩余，鹽酸不足；
（2）乙、丙中鹽酸完全，可以根據反應生成氫氣體積計算鹽酸的物質的量濃度，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；
（3）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，令鎂、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，據此解答．

解答 解：（1）鹽酸濃、體積一定，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，乙中合金質量小于丙中合金質量，且乙、丙生成氣體體積相等，說明乙、丙中鹽酸完全反應，生成336mL氫氣需要金屬的質量為：255mg×$\frac{336mL}{280mL}$=306mg＜385mg，故乙中金屬剩余，鹽酸不足，
故答案為：過量；不足量；
（2）乙、丙中鹽酸完全，可以根據反應生成氫氣體積計算鹽酸的物質的量濃度，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，故鹽酸的物質的量濃度為$\frac{0.03mol}{0.03L}$=1mol/L，
故答案為：1mol/L；
（3）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24x+27y=0.255，根據電子轉移守恒有2x+3y=$\frac{0.28}{22.4}$×2，聯立方程解得：x=0.005、y=0.005，故合金中鎂與鋁的物質的量之比為：0.005mol：0.005mol=1：1，
故答案為：1：1．

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解答關鍵，試題側重考查學生對數據的分析處理及解決問題能力．