Question

甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L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甲：乙=1：2，则加入铝粉的质量为多少克？
另问HCl，NAOH都过量和均不足时生成H2之比的具体求算。

Answer 1

讨论：
第一种情况：假定铝都过量

2 Al+ 6 HCl = 2 AlCl3 + 3H2↑
2 6 3
0.3mol 0.15mol
2 Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2 + 3H2 ↑
2 2 3
0.3mol 0.45mol
则生成氢气的体积比为0.15：0.15=1：3 <1:2
第二种情况：假定铝都不足
2 Al+ 6 HCl = 2 AlCl3 + 3H2↑
2 6 3
a 0.3mol 3a/2mol
2 Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2 + 3H2 ↑
2 2 3
a 0.3mol 3a/2mol
则生成氢气的体积比为3a/2:3a/2=1：1>1:2
通过以上讨论,显然铝的量一种过量,一种不足,而从方程式可以看出等物质的量HCl和NaOH消耗的铝的物质的量是NaOH消耗得多,放出的氢气自然而多
因此可以判断:盐酸中铝过量，NaOH中铝不足
下面通过计算
2 Al+ 6 HCl = 2 AlCl3 + 3H2↑
2 6 3
a 0.3mol 0.15mol
由于对于HCl,铝过量,氢气是通过HCl的物质的量计算
n(H2)=0.15 mol,消耗铝的物质的量为0.1mol
由于1:2
因此乙中生成的氢气的物质的量=0.15mol ×2=0.3mol
此时
2 Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2 + 3H2 ↑
2 2 3
a 0.2 mol 0.3mol
由于0.2mol<0.3mol
可见氢氧化钠过量
从而也可计算出a=0.2mol
即铝的物质的量为0.2mol
因此加入铝的质量=0.2mol ×27g/mol=5.4g

追答

有的教材中铝与氢氧化钠的反应：
2 Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al（OH）4] + 3H2 ↑
不影响计算