Question

【題目】今有濃度均為1.5molL﹣1的氫氧化鈉和硫酸溶液各200mL，分別加入等質量的Al粉，反應完畢后生成氣體的質量之比為4：3，下列說法正確的是（ ）
A.與H2SO4反應的鋁粉7.2g
B.參加反應的H2SO4為0.2mol
C.鋁與NaOH反應中消耗氧化劑約0.53mol
D.參加反應的NaOH約為0.27mol

Answer 1

【答案】D
【解析】解：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4：3，介于1：1和3：2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．
A、由于鋁在氫氧化鈉溶液中完全反應，而在硫酸中過量，故硫酸溶液中生成氫氣的物質的量取決于硫酸，而硫酸的物質的量為0.3mol，故生成的氫氣的物質的量n（H2）=0.3mol，設反應掉的鋁的物質的量為xmol，則根據：2Al～3H2 ， 可知：
2Al～～3H2
2 3
xmol 0.3mol
故有：
解得x=0.2mol，質量m=nM=0.2mol×27g/mol=5.4g，故A錯誤；
B、由于硫酸完全反應，故反應掉的硫酸的物質的量為0.3mol，故B錯誤；
C、由于硫酸和鋁反應生成氫氣0.3mol，故氫氧化鈉和鋁反應生成氫氣0.4mol，根據鋁和氫氧化鈉溶液反應時，水做氧化劑，且反應的原化學方程式為：2Al+2NaOH+6H2O═2NaAlO2+3H2↑+4H2O，即6H2O～3H2 ， 設消耗的氧化劑的物質的量為ymol，則有：
6H2O～～3H2
6 3
ymol 0.4mol
可知：
解得y=0.8mol，故C錯誤；
D、由于硫酸和鋁反應生成氫氣0.3mol，故氫氧化鈉和鋁反應生成氫氣0.4mol，設消耗的氫氧化鈉的物質的量為zmol，根據鋁和氫氧化鈉溶液反應可知：
2NaOH～3H2
2 3
zmol 0.4mol
則有：
解得z=0.27mol，故D正確．
故選D．