Question

11．含铝90%的铝合金1.5g与40mL6mol/L盐酸充分反应，合金中其它成分不反应．过滤除去不溶物，并将滤液稀释到200mL，取出稀释液l0mL，加入0.3mol/L的氨水使Al ³⁺完全沉淀．
（1）铝和盐酸反应生成的氢气有多少L（标准状况）？
（2）使Al³⁺完全沉淀所需的氨水要多少mL？

Answer 1

分析 （1）合金中Al的物质的量=$\frac{1.5g×90%}{27g/mol}$=0.05mol，n（HCl）=0.04×6mol/L=0.24mol，由2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，可知0.05molAl完全反应消耗0.15mol HCl，小于0.24mol，故HCl有剩余，根据Al计算生成氢气体积；
（2）反应后的溶液中加入氨水，使Al³⁺恰好完全沉淀，反应后的溶液中溶质为NH₄Cl，根据氯离子守恒可知n（NH₄Cl）=n（HCl），再根据N原子守恒计算n（NH₃），进而计算消耗氨水的体积．

解答 解：（1）合金中Al的物质的量=$\frac{1.5g×90%}{27g/mol}$=0.05mol，n（HCl）=0.04L×6mol/L=0.24mol，则：
    2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，
0.05mol     0.15mol
Al完全反应消耗0.15molHCl，小于0.24mol，故HCl有剩余，由方程式可知，生成氢气物质的量=0.05mol×$\frac{3}{2}$=0.075mol，
故生成氢气的体积=0.075mol×22.4L/mol=1.68L，
答：铝和盐酸反应生成的氢气有1.68L；
（2）滤液稀释到200mL，取出稀释液10mL，加入0.3mol•L^-1的氨水使Al³⁺恰好完全沉淀，反应后的溶液中溶质为NH₄Cl，根据氯离子守恒可知n（NH₄Cl）=n′（HCl）=0.24mol×$\frac{10mL}{200mL}$=0.012mol，再根据N原子守恒可知n（NH₃）=0.012mol，
故需要氨水的体积=$\frac{0.012mol}{0.3mol/L}$=0.04L=40mL，
答：使Al³⁺完全沉淀所需的氨水要40mL．

点评 本题考查了有关化学方程式的计算，题目难度中等，注意把握过量计算与守恒思想的应用，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．