Question

18．將2.1gMg～Al混合物投入到足量的鹽酸中產(chǎn)生2240mL H₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），然后加入1mol/L NaOH溶液充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、干燥后固體的質(zhì)量不可能為（　�。�

• A． 3.0g
• B． 3.5g
• C． 5.5g
• D． 5.6g

Answer 1

分析 解法一：鎂離子、鋁離子轉(zhuǎn)化成沉淀時(shí)結(jié)合的氫氧根離子與生成氫氣轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量相等，據(jù)此可計(jì)算出沉淀中氫氧根離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)計(jì)算的質(zhì)量計(jì)算出生成沉淀的最大質(zhì)量即可；
解法二：設(shè)出鎂和鋁的物質(zhì)的量，分別根據(jù)總質(zhì)量、生成氫氣的量列式計(jì)算出二者的物質(zhì)的量；當(dāng)氫氧化鈉過量時(shí)，沉淀只有氫氧化鎂此時(shí)沉淀的質(zhì)量最��；當(dāng)氫氧化鈉適量，鎂離子和鋁離子恰好生成氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，此時(shí)沉淀的質(zhì)量最大，據(jù)此得出生成沉淀的質(zhì)量范圍，然后對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行判斷．

解答 解：解法-：標(biāo)況下2240mL H₂的物質(zhì)的量為：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，生成0.1mol氫氣需要得到電子的物質(zhì)的量為：0.1mol×2=0.2mol，
根據(jù)關(guān)系式可得：Mg～2e^-～Mg²⁺～2OH^-、Al～3e^-～Al³⁺～3OH^-，鎂離子和鋁離子完全轉(zhuǎn)化成沉淀時(shí)，結(jié)合氫氧根離子的物質(zhì)的量=電子的總物質(zhì)的量=0.2mol，
則生成沉淀的最大質(zhì)量為：2.1g+17g/mol×0.2mol=5.5g，即：生成沉淀的總質(zhì)量≤5.5g，故D不可能，
故選D；
解法二：設(shè)混合物中含有Mg、Al的物質(zhì)的量分別為x、y，
根據(jù)總質(zhì)量可得：①24x+27y=2.1g，
標(biāo)況下2240mL H₂的物質(zhì)的量為：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
根據(jù)電子守恒及氫氣的物質(zhì)的量可得：②2x+3y=0.1mol×2，
聯(lián)立①②可得：x=0.05mol、y=$\frac{1}{30}$mol，
即：混合金屬中含有0.05molMg、$\frac{1}{30}$molAl，
當(dāng)氫氧化鈉過量時(shí)，鋁離子完全轉(zhuǎn)化成偏鋁酸根離子，生成的沉淀只有氫氧化鎂，此時(shí)生成沉淀的質(zhì)量最小，則沉淀的最小質(zhì)量為：58g/mol×0.05mol=2.9g；
當(dāng)氫氧化鈉適量，鋁離子和鎂離子恰好生成沉淀，此時(shí)生成沉淀的質(zhì)量最大，則生成沉淀的最大質(zhì)量為：2.9g+78g/mol×$\frac{1}{30}$mol=5.5g，
所以生成沉淀的質(zhì)量范圍為：2.9＜m≤5.5g，
選項(xiàng)中不可能的為D，
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握質(zhì)量守恒定律、討論法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．