Question

化学计算题

取纯铝片4.05g，放入0.5mol/L NAOH溶液500mL中，充分反应后，在所得的溶液中加入一定质量的18.25%HCL，得到7.8g沉淀，求加入的HCL溶液的质量可能为多少克

Answer 1

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
铝的物质的量是0.15mol, NaOH是0.25mol, 所以，NaOH过量。加入盐酸，如果要生成沉淀，则盐酸和氢氧化钠反应完全后还有剩余，剩余盐酸和NaAlO2反应生成氢氧化铝沉淀。盐酸的消耗可分为两部分，一部分中和氢氧化钠(消耗盐酸0.1mol)，一部分沉淀。
如果盐酸少量，那么，NaAlO2+HCl(少量)+H2O=NaCl+Al(OH)3 ，则消耗盐酸7.8/78=0.1mol，则盐酸总消耗量为0.1+0.1=0.2mol，故盐酸溶液质量=0.2*36.5/18.25%=40克。
如果盐酸过量，那么，NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3 （1）
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O (2)
由反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
知道，铝是不足量，所以，偏铝酸钠为0.15mol，若偏铝酸钠完全变成沉淀，则生成0.15*78=11.7克。题中沉淀只有7.8克，故消耗沉淀即氢氧化铝11.7-7.8=3.9克。进一步，由反应（2）知消耗盐酸3.9/78*3=0.15mol，再加上（1）中消耗的0.15mol和中和反应的0.1mol，故共消耗盐酸0.4mol，盐酸溶液质量=0.4*36.5/18.25%=80克。
所以答案是40克或者80克

Answer 2

解析：n(Al)=4.05/27=0.15mol,n(NaOH)=0.25mol
2Al+ 2NaOH +2H2O=2NaAlO2+3H2
0.15mol 0.15mol 0.15mol
溶液中n(NaOH)=0.25-0.15=0.1mol
n(NaAlO2)=0.15mol
而生成的n[Al(OH)3]=7.8/78=0.1mol
(1)加盐酸先与氢氧化钠反应，消耗完氢氧化钠再与偏铝酸钠反应，当盐酸不足时：
HCl+ NaOH=NaCl+H2O；HCl+NaAlO2+H2O=NaCl+Al(OH)3；
0.10mol 0.10mol 0.1mol o.1mol
故n(HCl)=0.10mol+0.1mol=0.20mol m(HCl)=0.20x36,5=7.3
盐酸溶液为=7.3/18.25%=40g
(2)当盐酸过量会使氢氧化铝溶解：还剩余0.1mol未溶解，则有：
HCl+ NaOH=NaCl+H2O； HCl+ NaAlO2+H2O=NaCl+Al(OH)3；
0.10mol 0.10mol 0.15mol 0.15mol o.15mol
Al(OH)3+ 3HCl=AlCl3+3H2O
0.05mol 0.15ml
所以盐酸=0.10+0.15+0.15=0.40mol 质量为0.40X36.5=14.6g
盐酸溶液为=14.6/18.25%=80g
答：加入的盐酸溶液质量可能为40g或者80g

Answer 3

楼上计算被盐酸中和的剩余氢氧化钠量有错……

铝是0.15mol，氢氧化钠0.25mol 二者反应方程2NaOH+2Al+2H2O=2NaAlO2+3H2 所以
反应后剩余0.1mol氢氧化钠和生成的0.15mol偏铝酸钠。
而反应后的沉淀是由于盐酸与偏铝酸根生成氢氧化铝 7.8g氢氧化铝为0.1mol
同时氢氧化铝可能会与过量的酸反应使沉淀消失，所以需要假设两种极限。
NaAlO2+HCl+H2O==NaCl+Al(OH)3↓
1.若只有部分偏铝酸钠反应：
则需要0.1+0.1=0.2mol HCl 也就是盐酸为：0.2×36.5÷0.1825=40g
2.若所有偏铝酸钠均参加反应且部分溶解：
由 Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
则需要0.1+0.15+3×0.05=0.4mol HCl 也就是盐酸为：0.4×36.5÷0.1825=80g