Question

铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H₂的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：

(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H₂的体积之比是________。

(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H₂的体积之比是________。

(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H₂相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。

(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L^－1的盐酸和NaOH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V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为

A．5.4 g     B．3.6 g     C．2.7 g     D．1.8 g

Answer

(8分)(1)1：1；(2)1:3；(3)3:1；(4)A

【解析】

试题分析：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑；

(1)通过化学方程式可以看出，等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，金属是不足的，所以生成氢气的物质的量相等，所得H2的体积之比是：1：1；

(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，氢氧化钠和盐酸是不足的，通过化学方程式可以看出，1mol的盐酸会生成0.5mol的氢气，1mol的氢氧化钠会生成1.5mol的氢气，所以产生H2的体积之比是1：3；

(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，通过化学方程式可以看出，生成1mol的氢气需要盐酸2mol，需要氢氧化钠2/3mol，所以HCl和NaOH的物质的量浓度之比是：3：1；

(4)盐酸和NaOH溶液中的溶质的物质的量均为：100mL×1/1000×3mol•L-1=0.3mol，通过化学方程式可以看出，测得生成的气体体积比为V(甲)：V(乙)=1：2，所以生成的氢气物质的量之比是1：2，设铝与酸完全反应时，生成的氢气的物质的量为x

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

2 6 3

0.3mol x

,x=0.15mol

一定条件下气体的物质的量之比等于体积之比，所以氢氧化钠和铝反应生成的氢气的物质的量为：0.15mol×2=0.3mol，

碱与金属完全反应时，设碱与金属反应的物质的量为y

2Al+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑

2 3

y 0.3mol

,y=0.2mol

所以铝的质量为：0.2mol×27g/mol=5.4g，故选A。

考点：考查氢氧化钠、盐酸和铝反应的化学方程式的计算。