Question

12．取A、B、C三份不同質量的同一鎂鋁合金的粉末，分別與30mL相同濃度的稀鹽酸在三個燒杯中充分反應，反應的有關數據如下表（氣體體積均已換算為標準狀況下）：

	A	B	C
起始時合金粉末的質量/mg	204	399	561
反應結束時生成氣體的體積/mL	224	336	336

上述反應中，如在再向C燒杯中加入1mol•L^-1的氫氧化鈉溶液若干毫升，恰能使合金中的鋁溶解卻不能含鋁的沉淀，并使Mg²⁺剛好沉淀完全；過濾，得溶液，下列敘述不正確的是（　　）

• A． 起始時鹽酸的濃度為1mol•L^-1
• B． 加入的NaOH溶液為40mL
• C． 合金中鎂、鋁的物質的量相等
• D． 所得的濾液中含三種陰離子

Answer 1

分析 鹽酸濃度、體積一定，A中合金質量小于B中合金質量，且A中生成氣體體積小于B中氣體體積，說明A中鹽酸過量、金屬完全反應，B中合金質量小于C中合金質量，且B、C生成氣體體積相等，說明B、C中鹽酸完全反應，生成336mL氫氣需要金屬的質量為：204mg×$\frac{336mL}{224mL}$=306mg＜399mg，故B中金屬剩余，鹽酸不足．
A．B、C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），進而計算鹽酸的物質的量濃度，
B．A中鹽酸有剩余，金屬完全反應，此時生成氫氣2224mL，故可以根據A組數據計算金屬的物質的量，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，進而計算C中Al的物質的量；
向C燒杯中加入一定量的1mol/L的NaOH溶液，使合金中的鋁粉恰好完全溶解，卻不能含鋁的沉淀，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，溶液中溶質為NaCl、NaAlO₂，根據鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），據此計算氫氧化鈉的物質的量，再根據V=$\frac{n}{c}$計算氫氧化鈉的體積；
C．根據B中計算可知Al、Mg物質的量關系；
D．溶液中溶質為NaCl、NaAlO₂．

解答 解：鹽酸濃度、體積一定，A中合金質量小于B中合金質量，且A中生成氣體體積小于B中氣體體積，說明A中鹽酸過量、金屬完全反應，B中合金質量小于C中合金質量，且B、C生成氣體體積相等，說明B、C中鹽酸完全反應，生成336mL氫氣需要金屬的質量為：204mg×$\frac{336mL}{224mL}$=306mg＜399mg，故B中金屬剩余，鹽酸不足．
A．B、C中鹽酸完全，生成氫氣的物質的量為$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，根據氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=0.03mol，則鹽酸的物質的量濃度為$\frac{0.03mol}{0.03L}$=1mol/L，故A正確；
B．設A中Mg的物質的量為x，Al的物質的量為y，生成氣體的物質的量為：$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，
由合金的質量可得：24x+27y=0.204，
根據電子轉移守恒可得：2x+3y=0.01×2
聯立方程，解得：x=0.004mol；y=0.004mol，
可知C中Al、Mg的物質的量均為0.004mol×$\frac{561g}{204g}$=0.011mol，
向C燒杯中加入一定量的1mol/L的NaOH溶液，使合金中的鋁粉恰好完全溶解，卻不能含鋁的沉淀，并使Mg²⁺剛好沉淀完全，溶液中溶質為NaCl、NaAlO₂，根據鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaAlO₂）=
0.03mol+0.011mol=0.041mol，則加入NaOH溶液的體積為$\frac{0.041mol}{1mol/L}$=0.041L=41mL，故B錯誤；
C．根據B中計算可知Al、Mg物質的量相等，故C正確；
D．溶液中溶質為NaCl、NaAlO₂，濾液中含有陰離子為Cl^-、AlO₂^-、OH^-，故D正確，
故選：B．

點評 本題考查混合物的計算，題目難度較大，根據表中數據判斷物質過量與否是解題的關鍵，側重考查學生對數據的分析能力與計算能力．