问题 计算题

有三种质量比可能相同或不同的镁铝合金样品①、②、③。小明、小青、小红三同学各取一种样品,对合金中镁的质量分数进行下列实验探究。

(1)小明取样品①m1 g和过量的氢氧化钠溶液反应,然后过滤;再往滤液中通入过量的二氧化碳气体,发生的反应为 [Al(OH)4] + CO2+ H2O ═ Al(OH)3↓ + HCO3 将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧,得到固体质量仍为m1 g。则合金中镁的质量分数为           

(2)小青取样品②m2 g和足量的稀硫酸反应,发现固体完全溶解,标准状况下得到气体体积为V L,则m2的取值范围是                    。(2分)

(3)小红取不同质量的样品③分别和30mL同浓度的盐酸反应,所取合金质量与产生气体体积(标准状况下测定)如下表所示:

实验序号      abc
合金质量(mg)    510765918
气体体积(mL)560672672
求:(ⅰ)盐酸的物质的量浓度;

(ⅱ)合金中镁的质量分数;

(ⅲ)在c组实验后,还需向容器中加入1.0mol/L的氢氧化钠溶液多少毫升才能使剩余合金中的铝恰好完全溶解?

答案

(1)47.06% (2)27V/33.6<m<24V/22.4(3)(ⅰ)2.0mol/L(ⅱ)47.06% (ⅲ)78mL

题目分析:(1)m1 g和过量的氢氧化钠溶液反应,然后过滤;再往滤液中通入过量的二氧化碳气体,发生的反应为 [Al(OH)4] + CO2+ H2O ═ Al(OH)3↓ + HCO3 将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧,得到固体质量仍为m1 g,该固体为氧化铝,所以镁的质量与该氧化铝中的氧元素的质量相等,故合金中镁的质量分数=16×3/(27×2+16×3)×100%=47.06% 

(2)

则  27V/33.6<m<24V/22.4

(3)(ⅰ)丙中盐酸反应完全,n(H2)="0.672L/22.4" L•mol -1=0.03mol

则c(HCl)=0.03mol×2/0.03L=2.0mol/L                      

(ⅱ)设合金中Mg、Al的物质的量分别为xmol,ymol, 则有:

                 

求得  x=y=0.01mol

则ω(Mg)=[(0.01mol×24g·mol-1)/0.510g]×100%="47.06%"

(ⅲ) 根据HCl ∽  NaCl和Al ∽  Na[Al(OH)4] 可知

n(NaCl)="n(HCl)=" 2.0mol/L×0.030L=0.06mol

n(Na[Al(OH)4]  )="n(Al)=" 0.01mol×918/510=0.018mol

根据Na+ 守恒得:n(NaOH)= 0.06mol+0.018mol=0.078mol

所以V(NaOH)=" 0.078mol/1.0" mol•L-1=0.078L=78mL             

点评:本题考查了镁铝及其化合物的相关计算,该计算题有一定的技巧性,本题综合性强,难度较大。

选择题
单项选择题