Question

化学计算 要详细的解答过程 谢谢

将21.2gNa，Al，Fe三种金属的混合物分为两等份，一份加入足量的盐酸中，充分反应后得到标准状况下氢气6.27L；再将另一份金属混合物加入到足量的NaOH溶液中，充分反应后得到标准状况下氢气4.48L。求：

（1）原金属混合物中Na，Al，Fe三种金属的物质的量之比。

（2）如果将21.2g这种混合物加入足量的水中，过滤后将得到的溶液稀释到1L，求所得溶液的物质的量浓度。

Answer 1

(1)
Na、Al、Fe都能和盐酸反应。
而Na、Al能与NaOH溶液反应。
所以第一份中，Fe和盐酸反应生成的V(H2)=6.72-4.48=2.24L
Fe~~H2，所以n(Fe)=2.24/22.4=0.1mol
2Na~~H2
Al~~1.5H2
所以有：0.5n(Na)+1.5n(Al)=4.48/22.4=0.2mol
又因为23n(Na)+27n(Al)+56*0.1=21.2/2=10.6g
解得n(Na)=n(Al)=0.1mol
所以原金属混合物中Na，Al，Fe三种金属的物质的量之比=0.1:0.1:0.1=1:1:1

(2)
由(1)可知一份中n(Na)=n(Al)=n(Fe)=0.1mol，则21.2g混合物中n(Na)=n(Al)=n(Fe)=0.2mol
先是0.2molNa与水反应生成0.2molNaOH：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
然后是0.2molNaOH与0.2molAl反应生成0.2molNaAlO2：2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
Fe不参与反应
所以过滤后得到的溶液中n(NaAlO2)=0.2mol
稀释到1L，求所得溶液的物质的量浓度=0.2/1=0.2mol/L

Answer 2

我们先不管具体的问题，先来分析一下吧。
反应1：三种金属与酸反应得到钠盐、铝盐和2价的铁盐。
反应2：金属混合物与碱液反应得到1价的Na（是盐还是碱我们先不讨论）和偏铝酸盐，铁不反应。
那么两个反应产生的氢气之差代表什么呢？
很显然是混合物中Fe产生的氢气，因为反应1跟反应2中Na与Al的价态是一样的（虽然形式不一样），所以产生的氢气一定是一样多的。
题中给出氢气的体积是在标准状况下测出的，那么我们可以得出Fe的物质的量了。至于Na和Al的物质的量我们可以列一个二元一次方程组。

下面开始解题：
（1）Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
铁产生的氢气与铁的物质的量的比例为1:1，及两个反应相差的氢气的物质的量就是铁的物质的量。所以n（Fe）=（6.27-4.48）/22.4约等于0.08mol

下面计算Al与Na的物质的量，我们用反应2，因为简单一些
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
2Al +2 OH- + 2H2O = 2AlO2-+ 3H2↑
可以看出Na和Al与各自生成的氢气比值为2:1和2:3，同时我们可以计算出它们释放的氢气是0.2mol，题中又告诉了混合物总质量。那么列方程组
1/2n（Na）+ 3/2n（Al） =0.2mol
23n（Na）+ 27n（Al）+ 56n（Fe）=21.2g/2(因为分成了两等分）
铁的物质的量已知，解出来n（Na）=0.18mol，n（Al）≈0.073mol因为要做比，最好不要写小数，但是这个题给的数值不太规则，没办法。比值我就不写了。
（2）这个要跟着Na的物质的量走，要知道生成的无论是NaOH，还是NaAlO2，都含有且只含有1个Na离子，所以溶质的物质的量等于Na的物质的量，最后答案0.36mol/L。记住乘以2，第一问给的是半份，第二问给的是1份。

最后说明一下，题中的6.27L纠结了我好久，搞得结果很不规律，不过思路是没有问题的。

Answer 3

对，没错。