。
某同学取不同质量的镁铝合金样品分别与30mL同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体体积（已转化为标准状况）如下：
通过计算求：
（1）该盐酸的物质的量浓度。
（2）合金中镁的质量分数（结果保留两位小数）。
（3）在C组实验后，还需向容器中加入多少体积（mL）同浓度的盐酸才能使剩余合金恰好完全溶解？
[批注点拨]
[解析]
（1）C组实验中盐酸完全反应，n（H2）＝
＝0.03mol，则c（HCl）＝
＝2.0mol·L－1。
（2）设0.510g合金中Mg、Al的物质的量分别为xmol、ymol，由于A组实验中盐酸过量，金属完全反应，生成氢气n（H2）＝
＝0.025mol，由合金质量知：
xmol×24g·mol－1＋ymol×27g·mol－1＝0.510g，由反应得失电子数相等得：
2xmol＋3ymol＝0.025mol×2，解得：
x＝y＝0.01，则w（Mg）＝
×100%≈47.06%。
（3）C组实验的合金中n（Al）＝n（Mg）＝0.01mol×
＝0.018mol，与盐酸恰好反应后，溶液中只有AlCl3和MgCl2。
溶解0.918g合金共需要n（HCl）＝0.018mol×3＋0.018mol×2＝0.09mol，V（HCl）＝
＝0.045L＝45mL，还需要加入45mL－30mL＝15mL盐酸，才能使剩余合金恰好完全溶解。
[答案]
（1）2.0mol·L－1
（2）47.06% （3）15mL
[练1] 等质量的两份铝分别与足量稀硫酸和足量NaOH溶液反应，若消耗的两溶液的体积相等，则两溶液的物质的量浓度之比为（ ）
A.3∶2B．2∶3
C.1∶1D．1∶2
答案 A
解析 依题意，两份铝的物质的量相等，设n（Al）＝1mol。
得：
n（NaOH）＝1mol。
两溶液体积相等，故c（H2SO4）∶c（NaOH）＝n（H2SO4）∶n（NaOH）＝1.5∶1＝3∶2。
[练2] 将4.6gNa和2.7gAl同时加入足量的水中充分反应，将反应后的溶液稀释、定容为500mL。
下列说法中正确的是（ ）
A.反应中放出的气体在标准状况下的体积为2.24L
B.参加反应的水的质量与加入Al的质量相等
C.所得溶液中Na＋和Al3＋的物质的量之比为2∶1
D.所得溶液中阳离子和阴离子的物质的量之比为1∶1
答案 D
解析 Na与Al两种金属加入到足量水中，首先Na与H2O反应生成H2和NaOH，然后再发生Al与NaOH溶液的反应，根据反应的化学方程式可得：
2Na ＋ 2H2O===2NaOH ＋ H2↑
46g 36g2mol1mol
4.6g 3.6g0.2mol0.1mol
金属铝与生成的NaOH溶液反应时，NaOH过量，故按照Al的量进行计算：
2Al ＋ 2NaOH ＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
54g2mol36g2mol3mol
2.7g0.1mol1.8g0.1mol0.15mol
反应共生成了（0.1＋0.15）molH2，在标准状况下的体积为5.6L，A错误；参加反应的水的质量为（3.6＋1.8）g＝5.4g，与加入铝的质量不相等，B错误；所得溶液中Al元素以AlO
的形式存在，溶液中不存在Al3＋，C错误；所得溶液的溶质为0.1molNaOH与0.1molNaAlO2，阴、阳离子的物质的量之比为1∶1，D正确。
方法规律 判断反应物过量的方法
（1）假设法
假设一种反应物完全反应，而另一种反应物的量未知，把所求得的结果与实际量相比较，若小于实际值，则说明假设成立，反之则说明假设不成立，即该反应物过量。
（2）比较法
比较反应物物质的量的比与化学方程式中化学计量数的比值的大小。
若
<
，表明反应物B过量，若
＝
，表明二者恰好完全反应；若
>
，表明反应物A过量。
本课归纳总结
1.化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
2.在根据化学方程式计算时，物理量选用的原则是：
上下一致，左右相当。
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1.关于化学反应：
mM＋nN===pP＋qQ（M、N、P、Q表示物质的化学式，m、n、p、q为化学方程式中的化学计量数），下列说法中不正确的是（ ）
A.如果质量为a的M与质量为b的N恰好完全反应，则生成的P和Q的质量之和一定等于（a＋b）
B.参加反应的M和N中的原子数之和一定等于生成的P和Q的原子数之和
C.（m＋n）不一定等于（p＋q）
D.M和N中的元素种类，不一定等于P和Q中的元素种类
答案 D
解析 化学反应中的守恒既包括质量守恒，也包括元素种类守恒、原子个数守恒，所以D项中的说法错误。
2.标准状况下，3.25g锌与足量的盐酸反应生成xL氢气，下列比例式正确的是（ ）
A.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1mol1mol
3.25gxL
B.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65g1L
3.25gxL
C.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1mol22.4L
0.05molxL
D.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65g1mol
3.25gxL
答案 C
解析 根据化学方程式计算时，已知物理量和待求物理量要保证“上下单位相同，左右相对应”。
3.甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，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1∶2，则加入的铝粉质量为（ ）
A．5.4g''B．3.6g
C．2.7g''D．1.8g
答案 A
解析 由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成H2的量相等，消耗HCl与NaOH的量不相等。
实际上HCl、NaOH同为0.3mol，且已知生成H2的体积比为1∶2，所以发生反应时分别为HCl不足Al过量，NaOH过量Al不足。
与0.3mol盐酸完全反应的Al为2.7g，则由生成H2的体积比为1∶2可知，反应的Al的量之比也为1∶2，即与NaOH溶液反应的Al为5.4g。
4.将一定量的镁和铝分别与足量的盐酸反应，若放出氢气的质量相等，则参加反应的镁和铝的物质的量之比为（ ）
A.1∶1B．2∶3
C．3∶2D．8∶9
答案 C
解析 由Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知若生成1molH2需Mg1mol，Al
mol，则放出等质量的H2参加反应的Mg和Al的物质的量之比为1∶
，即3∶2。
5.在500mLNaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6L，该NaOH溶液的浓度为（ ）
A.1.0mol·L－1B．2.0mol·L－1
C.1.5mol·L－1D．3.0mol·L－1
答案 B
解析 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2mol67.2L
n（NaOH）33.6L
n（NaOH）＝
＝1mol，
c（NaOH）＝
＝2mol·L－1。
6.某金属R的氯化物溶液20mL，浓度为0.05mol·L－1。
它恰好能与20mL0.15mol·L－1AgNO3溶液完全反应，则该氯化物的化学式为（ ）
A．RClB．RCl2
C．RCl3D．RCl5
答案 C
解析 可设该氯化物的化学式为RClx，
RClx ＋ xAgNO3===xAgCl↓＋R（NO3）x
1x
0.02×0.05mol0.02×0.15mol
列式得：
＝
，x＝3。
7.将5g钠铝合金投入200mL的水中，固体完全溶解，产生4.48L（标准状况下）气体，溶液中只有一种溶质。
回答下列问题：
（1）处理计算问题，通常可以用图示分析的方法。
写出化学式：
A________，B________，C________。
经过分析得出钠铝合金中两金属的物质的量之比为________。
（2）所得溶液的物质的量浓度为________。
（假设溶液体积变化忽略不计）
答案
（1）H2 NaOH NaAlO2 1∶1
（2）0.5mol·L－1
解析 据题意可知该流程为：
因反应后溶液中只有一种溶质，说明Na与H2O反应生成的NaOH恰好与Al发生反应，该过程中反应为
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
则设n（Na）＝n（Al）＝x，所以
＋
＝
＝0.2mol，x＝0.1mol，则所得NaAlO2溶液的物质的量浓度为
＝0.5mol·L－1。
课时作业
A篇·知识对点训练
1.一块表面已被氧化为Na2O的钠块10.8g，将其投入100g水中，产生H20.2g，则被氧化的钠的质量为（ ）
A.9.2gB．10.6g
C．6.2gD．4.6g
答案 D
解析 由于钠块放入水中发生反应：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，由产生H2的体积可求出Na的质量，进而可求出钠块中Na2O的质量，最后根据关系式：
Na2O～2Na＋可求出“原来被氧化的钠”的质量。
2.将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100mL1mol·L－1的盐酸中，同温同压下产生的气体的体积比是（ ）
A.1∶2∶3B．6∶3∶2
C.3∶1∶1D．1∶1∶1
答案 C
解析 金属均为0.3mol，均过量，与盐酸反应生成氢气的量由盐酸的量决定，都是0.05mol，但剩下的钠还可与水反应生成0.1molH2，故三者产生气体的体积之比为3∶1∶1。
3.将amol钠和amol铝一同投入mg足量水中，所得溶液密度为dg·mL－1，该溶液中溶质的质量分数为（ ）
A.
%B．
%
C.
%D．
%
答案 C
解析 本题既考查了Na与H2O的反应，又考查了Al与NaOH溶液的反应，应注意用关系式法来进行计算。
2Na ～ 2NaOH ～ H2↑
amol amol
mol
2Al ～ 2NaOH ～ 2NaAlO2 ～ 3H2↑
amol amol amol
mol
所得溶液的质量为23ag＋27ag＋mg－
×2g·mol－1＝（46a＋m）g，溶液中的溶质为NaAlO2，质量为amol×82g·mol－1＝82ag，所以w（NaAlO2）＝
×100%＝
%。
4.将铁加入到100mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体体积为VL（标准状况下，下同），将铝加入到100mL2mol·L－1NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体体积为3VL。
下列说法正确的是（ ）
A.原铁和铝的物质的量相等
B.原盐酸的浓度为2mol·L－1
C.铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D.盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3
答案 B
解析 Al与NaOH溶液的反应为
2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2mol 2mol 3mol
n（Al） 0.1L×2mol·L－1 n（H2）
＝
，解得n（H2）＝0.3mol，
＝
，解得n（Al）＝0.2mol，
由Al与NaOH溶液反应生成的气体为3VL，得
＝0.3mol，解得V＝2.24。
再根据Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，生成的气体体积为VL，可求出Fe的物质的量为0.1mol,HCl的物质的量为0.2mol，则c（HCl）＝
＝2mol·L－1，B正确；由上述数据分析知铁、铝的物质的量不相等，A错误；Fe与盐酸反应生成Fe2＋，C错误；盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶1，D错误。
5.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为（ ）
A.1∶1B．2∶1
C.3∶1D．1∶3
答案 C
解析 根据铝与盐酸以及铝与NaOH反应的化学方程式：
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可直接得到答案：
n（HCl）∶n（NaOH）＝3∶1。
6.等体积的硫酸锌、硫酸铝溶液分别与足量的氯化钡溶液反应，若生成的硫酸钡沉淀的质量之比为2∶3，则两种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比为（ ）
A.2∶1B．2∶3
C.1∶3D．3∶2
答案 A
解析 根据题意：
生成BaSO4的质量之比为2∶3，可推知ZnSO4、Al2（SO4）3两种溶液中所含SO
的物质的量之比为2∶3，所以ZnSO4、Al2（SO4）3两溶液的物质的量浓度之比为2∶1。
7.在两个烧杯中分别盛有100mL3.0mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两个烧杯中分别加入等质量的铝粉，在相同状况下生成的气体的体积比为2∶5，则加入的铝粉的质量为（ ）
A.8.1gB．6.75g
C.5.4gD．2.7g
答案 B
解析 根据反应的离子方程式：
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑。
若铝均不足，则生成氢气的体积比为1∶1；若铝均过量，则生成氢气的体积比为1∶3。
根据生成氢气的体积比为2∶5，则说明铝和盐酸的反应中铝是过量的，则应以盐酸作为标准计算；而铝和烧碱溶液的反应中，铝是不足量的，则以铝作为标准计算。
铝投入盐酸中产生的氢气的物质的量为n（H2）＝
n（HCl）＝0.15mol；铝投入氢氧化钠溶液中产生的氢气的物质的量为n（H2）＝
n（Al）；则
＝
，n（Al）＝0.25mol，m（Al）＝0.25mol×27g·mol－1＝6.75g。
8.将一定质量的锌片放入500mLCuSO4溶液中，待充分反应后取出锌片，洗净后称量，发现锌片比原来减轻了0.5g，则该CuSO4溶液的物质的量浓度为（ ）
A.0.5mol·L－1B．1mol·L－1
C.1.5mol·L－1D．2mol·L－1
答案 B
解析 根据差量法进行计算：
Zn ＋ CuSO4===Cu＋ZnSO4 固体质量减轻Δm
65g1mol64g1g
n（CuSO4）0.5g
n（CuSO4）＝
＝0.5mol
c（CuSO4）＝
＝
＝1mol·L－1，B正确。
9.在托盘天平两端的烧杯中加入同浓度同体积的足量盐酸，当向两个烧杯中分别加入0.1mol两种金属充分反应后，需在某一端要再放一个0.2g砝码，天平才能平衡，则这两种金属是（ ）
A.Mg和AlB．Al和Fe
C.Fe和CuD．Na和Mg
答案 A
解析 由于在托盘天平两端的烧杯中加入同浓度同体积的足量盐酸，当加入两种不同金属反应后溶液质量相差0.2g，加入0.1mol镁时会使溶液增重2.4g－0.2g＝2.2g；加入0.1mol铝时会使溶液增重2.7g－0.3g＝2.4g，两盘相差0.2g，所以A符合题意；加入0.1molNa时会使溶液增重2.3g－0.1g＝2.2g，加入0.1molFe时会使溶液增重5.6g－0.2g＝5.4g，加入0.1molCu时会使溶液增重6.4g，故B、C、D都不符合题意。
10.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸（非氧化性酸）溶液反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：
（1）等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，相同条件下所得H2的体积之比是________。
（2）足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，相同条件下产生H2的体积之比是________。
（3）足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
（4）甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1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，相同条件下测得生成的气体体积比为V（甲）∶V（乙）＝1∶2，则加入铝粉的质量为________（填序号）。
A.5.4gB．3.6g
C.2.7gD．1.8g
答案
（1）1∶1
（2）1∶3 （3）3∶1 （4）A
解析 已知2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
（1）通过化学方程式可以看出，等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，生成氢气的物质的量相等，相同条件下所得H2的体积之比是1∶1。
（2）足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，氢氧化钠和盐酸是不足量的，通过化学方程式可以看出，1molHCl会生成0.5mol氢气，1mol氢氧化钠会生成1.5mol氢气，所以相同条件下产生H2的体积之比是1∶3。
（3）足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的盐酸、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，通过化学方程式可以看出，生成1mol氢气需要2molHCl，需要
mol氢氧化钠，所以HCl和NaOH的物质的量浓度之比是3∶1。
（4）盐酸和NaOH溶液中溶质的物质的量均为100×10－3L×3mol·L－1＝0.3mol，相同条件下测得生成的气体体积比为V（甲）∶V（乙）＝1∶2，即生成的氢气的物质的量之比是1∶2，铝的质量相等，若HCl与NaOH完全消耗则生成H2的物质的量之比为1∶3＜1∶2，故HCl完全消耗，NaOH有剩余。
设铝与酸完全反应时，生成的氢气的物质的量为xmol，
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
6 3
0.3mol xmol
则
＝
，解得x＝0.15。
一定条件下气体的物质的量之比等于体积之比，所以氢氧化钠和铝反应生成的氢气的物质的量为0.15mol×2＝0.3mol。
设与NaOH反应的金属铝的物质的量为ymol，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 3
ymol 0.3mol
则
＝
，解得y＝0.2。
所以铝的质量为0.2mol×27g·mol－1＝5.4g。
B篇·综合提升训练
11.将4.6g金属钠投入到足量水中，得ag溶液；将4.8g金属镁投入到足量盐酸中，得bg溶液，假设水的质量与盐酸的质量相等，则反应后两溶液的质量关系式为（ ）
A.a＝bB．a＞b
C.a＜bD．无法判断
答案 A
解析 Na与H2O反应生成的H2逸出溶液，Mg与足量盐酸反应生成的H2逸出溶液，
2Na ～ H2↑ Mg ～ H2↑
46g2g24g2g
4.6g0.2g4.8g0.4g
所以ag＝4.6g＋m（H2O）－0.2g＝4.4g＋m（H2O），bg＝4.8g＋m（盐酸）－0.4g＝4.4g＋m（HCl），因为m（H2O）＝m（盐酸），所以a＝b。
12.由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的合金共12g，跟足量的盐酸反应产生5.6L氢气（标准状况），那么此合金中一定含有的金属是（ ）
A.ZnB．Mg
C．AlD．Na
答案 A
解析 标准状况下5.6L氢气的物质的量为
＝0.25mol，故12g金属提供的电子为0.25mol×2＝0.5mol。
提供0.5mol电子，需要消耗Na、Mg、Al、Zn的质量分别为11.5g、6g、4.5g、16.25g，只有Zn的质量大于12g，故金属混合物中一定有Zn，A正确。
13.将11.5g钠、9g铝、28g铁分别投入200mL1mol/L盐酸中，结果正确的是（ ）
A.钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多
B.铝与盐酸反应的速率仅次于钠，但产生的气体最多
C.铁与盐酸反应产生的气体比钠多
D.反应结束时产生的气体一样多
答案 A
解析 反应的剧烈程度由金属的活泼性决定，即钠最剧烈，其次是铝，钠、铝、铁的物质的量分别为
mol、
mol、
mol，HCl的物质的量均为0.2mol，三组反应中盐酸均不足，所
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