Question

向100 mL水中投入K和Al共15 g，充分反應后，剩余金屬為1.8 g
（1）計算放出H₂多少升（標準狀況下）
（2）過濾出未反應的金屬，向濾液中逐滴加入4 mol/L 的 H₂SO₄ 溶液，生成沉淀的最大值是多少，此時消耗 H₂SO₄ 溶液的體積是多少？
（3）生成沉淀后，再加入H₂SO₄ 溶液，使沉淀剛好完全溶解，此時消耗  H₂SO₄ 溶液的體積是多少？

Answer 1

（1）V(H₂)=8.96L  （2） 15.6g.  V（H₂SO₄）="25" ml      （3） 100 ml。

試題分析：向水中投入K和Al，發生反應：2K+2H₂O=2KOH+H₂↑；2Al+2KOH+2H₂O=2KAlO₂+3H₂↑。剩余金屬是Al .由方程式中的反應關系可以看出反應的鉀、鋁的物質的量相等。假設為X，則39X+27X=15 -1.8=13.2.解得X=0.2mol.放出的氫氣的體積是(0.1+0.3)×22.4mol/L=8.96L（2）H₂O+H⁺+AlO₂^-=Al(OH)₃↓于n(AlO₂^-)=n(Al)=0.2mol.所以沉淀達到最大值時質量是：m=n·M="0.2mol×78g/mol=15.6g." 消耗硫酸n(H₂SO₄)=1/2n(H⁺)=0.1mol。V=n/C=0.1mol÷4 mol/L =0.025L=25ml.（3）沉淀剛好完全溶解時，溶液中只有K₂SO₄和Al₂(SO₄)_3。由電荷守恒有：2n(SO₄^2- )=3n(Al³⁺)+n(K⁺)，所以有n(H₂SO₄)=3/2n(Al)+1/2n(K) 解得n(SO₄^2- )=0.4mol.  n(H₂SO₄)=n(SO₄^2- )=0.4mol.所以V=V=n/C=0.4mol÷4 mol/L =0.1L=100ml.