Question

向100mL 3mol/L的盐酸和NaOH溶液中，分别加入m g铝粉，反应结束后，所得H₂的质量比为1：2，则m为（　　）

• A、1.8
• B、2.7
• C、3.6
• D、5.4

Answer 1

分析：反应的方程式为分别为2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，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，由化学反应方程式可知，酸与金属反应时酸不足，碱与金属反应时碱过量来计算解答．

解答：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，
反应的方程式为分别为2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，
如铝完全反应，则生成的氢气的体积相同，如酸和氢氧化钠完全反应，则生成的氢气的体积之比为1：3，
又两烧杯中分别加入等质最的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=1：2，
说明酸与金属反应时酸不足，碱与金属反应时碱过量，
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

6

3

=

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

2

3

=

y

0.3mol

，解得y=0.2mol，
则铝的质量为0.2mol×27g/mol=5.4g，
故选D．

点评：本题考查学生利用化学反应方程式的计算，明确铝与酸、碱反应水的化学反应方程式，酸碱足量、酸碱均不足量时得到的氢气的关系是解答本题的关键．