Question

向100 mL水中投入K和Al共15 g，充分反应后，剩余金属为1.8 g

（1）计算放出H₂多少升（标准状况下）

（2）过滤出未反应的金属，向滤液中逐滴加入4 mol/L 的 H₂SO₄ 溶液，生成沉淀的最大值是多少，此时消耗 H₂SO₄ 溶液的体积是多少？

（3）生成沉淀后，再加入H₂SO₄ 溶液，使沉淀刚好完全溶解，此时消耗  H₂SO₄ 溶液的体积是多少？

Answer

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

【解析】

试题分析：向水中投入K和Al，发生反应：2K+2H2O=2KOH+H2↑；2Al+2KOH+2H2O=2KAlO2+3H2↑。剩余金属是Al .由方程式中的反应关系可以看出反应的钾、铝的物质的量相等。假设为X，则39X+27X=15 -1.8=13.2.解得X=0.2mol.放出的氢气的体积是(0.1+0.3)×22.4mol/L=8.96L（2）H2O+H++AlO2-=Al(OH)3↓于n(AlO2-)=n(Al)=0.2mol.所以沉淀达到最大值时质量是：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）沉淀刚好完全溶解时，溶液中只有K2SO4 和Al2(SO4)3。由电荷守恒有：2n(SO42- )=3n(Al3+)+n(K+)，所以有n(H2SO4)=3/2n(Al)+1/2n(K) 解得n(SO42- )=0.4mol.  n(H2SO4)=n(SO42- )=0.4mol.所以V=V=n/C=0.4mol÷4 mol/L =0.1L=100ml.

考点：考查铝、钾两元素的单质及化合物性质的知识。