Question

【題目】在濃度均為3mol·L－1的H2SO4和NaOH溶液各100 mL中，分別加入等質量的鋁粉，反應完畢后生成氣體的質量比為4∶5，則加入鋁粉的物質的量為（ ）

A.0.125molB.0.25molC.0.5molD.1mol

Answer 1

【答案】B

【解析】

Al與硫酸、氫氧化鈉溶液反應的方程式為：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，n(H2SO4)=n(NaOH)=3mol/L×0.1L=0.3mol。

若鋁粉在兩溶液中均不足，則反應生成氣體的質量之比為1：1；

若鋁粉在兩溶液中均過量，則生成氣體的質量之比為2：3。

而現在反應完畢后生成氣體的質量之比為4：5，介于1：1和2：3之間，說明鋁在一種溶液中不足，在另一種溶液中過量。根據反應方程式2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知，鋁在NaOH溶液中不足，在硫酸中過量，據此分析。

若鋁粉在兩溶液中均不足，則反應生成氣體的質量之比為1：1；

若鋁粉在兩溶液中均過量，則生成氣體的質量之比為3：2。

而現在反應完畢后生成氣體的質量之比為4：5，介于1：1和2：3之間，說明鋁在一種溶液中不足，在另一種溶液中過量。

根據反應方程式2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知，鋁在NaOH溶液中不足，在硫酸中過量。

Al與硫酸反應產生氫氣按不足量的硫酸為標準計算，n(H2SO4)=n(NaOH)=3mol/L×0.1L=0.3mol，則根據方程式2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑可知反應產生氫氣的物質的量n(H2)=n(H2SO4)=0.3mol，由于Al與酸、堿反應產生氫氣的質量比為4∶5，由n=可知對于同一氣體，質量比等于體積比等于氣體的物質的量的比，則二者反應產生的氫氣的物質的量比為4∶5，Al與酸反應產生0.3molH2，則與堿反應產生H2的物質的量為n(H2)=×0.3mol=0.375mol，根據方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知n(Al)：n(H2)=2:3，n(H2)=0.375mol，則n(Al)=n(H2)=×0.375mol=0.25mol，故合理選項是B。