在标准状况下，取甲、乙、丙各30.0mL相同浓度的盐酸，然后分别慢慢加入组成相同的镁铝合金粉末，得下表有关数据（假设反应前后溶液体积不发生变化）：实验序号甲乙

Question

在标准状况下，取甲、乙、丙各30.0 mL相同浓度的盐酸，然后分别慢慢加入组成相同的镁铝合金粉末，得下表有关数据（假设反应前后溶液体积不发生变化）：

实验序号	甲	乙	丙
合金质量/mg	255	385	459
气体体积/mL	280	336	336

试完成下列问题：

（1）甲组实验中，盐酸（选填“过量”“适量”或“不足量”，下同）__________；乙组实验中盐酸____________。

（2）盐酸的物质的量浓度是多少？

（3）合金中镁、铝的物质的量之比为多少？

（4）丙实验之后，向容器中加入一定量的1.00 mol·L ^-1 NaOH溶液，能使合金中的铝粉恰好完全溶解，再过滤出不溶性固体，求所得滤液中各溶质的物质的量浓度。

Answer 1

（1）过量  不足量

（2）1.00 mol·L ^-1

（3）1∶1

（4）c(NaCl)=0.435 mol·L ^-1 ，c(NaAlO ₂ )=0.130 mol·L ^-1

解析：（1）由上表知，在盐酸物质的量相同的条件下，当合金质量由255 g增加到385 g时，产生气体的体积由280 mL增加到336 mL，说明甲组中合金不足，盐酸过量。同理可分析出乙组中盐酸不足量。

（2）通过（1）的分析可知乙、丙组盐酸完全反应，设盐酸的物质的量为x，由：

  2HCl    —    H ₂

2 mol          22.4 L

    x            0.336 L

可求出x=0.03 mol，c(HCl)=1.00 mol·L ^-1

（3）计算合金中镁、铝的物质的量时应该选用甲组中的数据。设合金中镁、铝的物质的量分别为x、y。由H ₂ 的物质的量可得方程：x+y×3/2=0.012 5；再由质量守恒得方程：24x+27y=0.255。联立方程可解得x=y=0.005 mol，即：x∶y=1∶1。

（4）由合金中镁、铝的物质的量之比为1∶1，可求出丙组合金中镁、铝的物质的量均为0.009 mol，加入NaOH欲使合金中的铝完全溶解，则要考虑NaOH与Al、MgCl ₂ 和AlCl ₃ 反应，且反应后得到的溶液应该是NaCl和NaAlO ₂ 溶液。根据铝守恒可得溶液中NaAlO ₂ 的物质的量为0.009 mol，再由钠守恒可得：

n(Na ⁺ )=n(Cl ^- )+n( )=0.03 mol+0.009 mol=0.039 mol，

即加入的NaOH体积为0.039 L，这样反应后的溶液体积为：0.03 L+0.039 L=0.069 L，因此，c(NaCl)=0.03 mol/0.069 L=0.435 mol·L ^-1 ，c(NaAlO ₂ )=0.009 mol/0.069 L=0.130 mol·L ^-1 。