Question

18．将9.6g的Na、Al混合固体投入足量水中，固体完全溶解，同时放出6.72L气体（标准状况）；接着往所得的溶液中缓慢滴加V mL 2mol/L的盐酸．求：
（1）Na、Al的物质的量分别为多大？
（2）当V为何值时，生成沉淀的质量最大？

Answer 1

分析 （1）设出钠和铝的物质的量，根据反应方程式及生成氢气的量列式计算；
（2）当铝离子完全沉淀时，反应后的溶质为NaCl，根据质量守恒计算出消耗盐酸的体积．

解答 解：（1）设钠和铝的物质的量分别为xmol、ymol
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
2             1
x            0.5x
2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑
2                      3
y                    1.5y
则：①23x+27y=9.6，
②0.5x+1.5y=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3，
根据①②解得：x=0.3mol、y=0.1mol，
答：混合物中钠的物质的量为0.3mol，铝为0.1mol；
（2）当铝离子完全沉淀时，反应后的溶质为NaCl，根据质量守恒可知，氯化钠的物质的量为0.3mol，则需要HCl的物质的量也是0.3mol，
所以需要2mol/L的盐酸的体积为：$\frac{0.3mol}{2mol/L}$=0.15L=150mL，
答：当V=150时，生成沉淀的质量最大．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应原理及反应后溶质组成为解答关键，注意掌握质量守恒定律在化学计算中的应用方法，试题培养了学生灵活应用基础知识的能力．