Question

8．（1）某氯化镁溶液的密度为d g•cm^-3，其中镁离子的质量分数为A%，则300mL该溶液中C （Cl^-）=$\frac{5dA}{6}$ （mol/L）．
（2）无土栽培中，需配制营养液NaH₂PO₄、Na₂HPO₄（物质的量之比为4：1），已知每升含磷元素0.10mol，现用4.0mol/LH₃PO₄和固体NaOH配制2L该营养液需要：V（H₃PO₄）=50（mL），m（NaOH）=9.6（g）．
（3）甲、乙两烧杯中各成盛有100mL 3mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为 甲：乙=1：2，则加入铝粉的质量为：5.4（g）．

Answer 1

分析 （1）根据物质的量浓度c=$\frac{1000ρω}{M}$计算出镁离子的浓度，然后根据氯化镁的化学式组成计算出溶液中含有氯离子的物质的量浓度；
（2）用4.0mol•L^-1的磷酸溶液和固体NaOH反应来配制2.0L混合液，H₃PO₄可与氢氧化钠反应生成NaH₂PO₄或Na₂HPO₄；每升混合液中含磷元素0.10mol，2.0L该混合液含有磷元素0.2mol，则反应后n（NaH₂PO₄）+n（Na₂HPO₄）=0.2mol，而NaH₂PO₄和Na₂HPO₄物质的量比为4：1，则n（NaH₂PO₄）=0.16mol，n（Na₂HPO₄）=0.04mol，根据磷、钠原子守恒，以此计算n（H₃PO₄）进而计算磷酸溶液的体积、n（NaOH）的物质的量，进而计算质量；
（3）根据铝的质量相同，盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量相同，应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=1：2，由化学反应方程式2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可知，若铝粉足量，则铝粉和碱最多生成0.45mol氢气，铝粉和酸最多生成0.15mol氢气，而反应结束后测得生成的气体体积比为酸：碱=1：2，故碱生成的氢气不可能高于0.3mol，而氢氧化钠的量是一定的，那么只能是铝粉量对于碱来说不够，所以相对来说碱过量；而个时候的铝粉量对酸来说恰好足够，相对来说酸相比于铝粉来说就是不够的了；酸与金属反应时酸不足，碱与金属反应时碱过量，以此来计算解答．

解答 解：（1）氯化镁溶液的密度为d g•cm^-3，其中镁离子的质量分数为A%，则该溶液中镁离子的浓度为：c（Mg²⁺）=$\frac{1000×d×A%}{24}$mol/L=$\frac{5dA}{12}$mol/L，
根据氯化镁的化学式可知该溶液中氯离子浓度为：c（Cl^-）=2c（Mg²⁺）=$\frac{5dA}{12}$mol/L×2=$\frac{5dA}{6}$mol/L，
故答案为：$\frac{5dA}{6}$；
（2）用4.0mol•L^-1的磷酸溶液和固体NaOH反应来配制2.0L混合液，H₃PO₄可与氢氧化钠反应生成NaH₂PO₄或Na₂HPO₄；则反应后n（NaH₂PO₄）+n（Na₂HPO₄）=0.2mol，而NaH₂PO₄和Na₂HPO₄物质的量比为3：1，则n（NaH₂PO₄）=0.2mol×$\frac{4}{4+1}$=0.16mol，n（Na₂HPO₄）=0.2mol×$\frac{1}{1+4}$=0.04mol，
由磷元素守恒可知需要n（H₃PO₄）=n（NaH₂PO₄）+n（Na₂HPO₄）=0.16mol+0.04mol=0.2mol，
磷酸溶液的体积V=$\frac{n}{c}$=$\frac{0.2mol}{4.0mol/L}$=0.05L=50mL，
由钠元素守恒可知需要n（NaOH）=n（NaH₂PO₄）+2n（Na₂HPO₄）=0.16mol+0.08mol=0.24mol，
则需要氢氧化钠的质量为：m（NaOH）=0.24mol×40g/mol=9.6g，
故答案为：50；9.6；
（3）解：盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量均为0.1L×3mol/L=0.3mol，又两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=1：2，
设铝与酸反应时酸完全反应，生成的氢气的物质的量为x，
则  2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑
         6            3
         0.3mol        x
则：$\frac{6}{3}$=$\frac{0.3mol}{x}$，
解得：x=0.15mol，
一定条件下，气体的物质的量之比等于体积之比，
则碱与金属铝反应生成的氢气的物质的量为0.15mol×2=0.3mol，
碱与金属铝反应时铝完全反应，设与碱反应的铝的物质的量为y，
则   2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
     2                       3
     y                      0.3mol
则：$\frac{2}{3}$=$\frac{y}{0.3mol}$，
解得：y=0.2mol，
则铝的质量为：0.2mol×27g/mol=5.4g，
故答案为：5.4．

点评 本题考查了物质的量浓度的计算、化学方程式的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析能力及化学计算能力．