质疑经典例题
时间：2024-06-01
刘鸿林
经典例题：Al和Al2O3的混合物15 g，加入稀H2SO4溶液150 mL，在标准状况下放出氢气1.68 L，Al和Al2O3均不剩余，为中和过量的硫酸，并使溶液中Al3+恰好完全转化为Al（OH）3沉淀，需要消耗3mol·L-1 NaOH溶液200 mL，则该稀硫酸的物质的量浓度为（ ）.
A.2.25 mol·L-1 B.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1 D.0.6 mol·L-1
经典解析
根据最终溶液中的电荷守恒和化学反应中的质量守恒可得：
n（H2SO4）=n（Na2SO4）=12n（NaOH）=12×3 mol·L-1×0.2 L=0.3 mol
所以c（H2SO4）=0.3 mol0.15 L=2 mol·L-1.答案：B.
如果不按照守恒法，按照常规思路分析：
（1）混合物中金属铝消耗的n（H2SO4）及其它量的关系： 2Al + 3H2SO4Al2（SO4）3 + 3H2↑
2 mol 3 mol 1 mol 3×22.4 L
0.05 mol 0.075 mol 0.025 mol 1.68 L
（2）混合物中氧化铝消耗的n（H2SO4）及其它量的关系：
Al2O3 + 3H2SO4Al2（SO4）3 + 3H2O
102 g 3 mol 1 mol
15-0.05×27 g 13.65/34 mol 13.65/102 mol
6NaOH + Al2（SO4）32Al（OH）3↓+3Na2SO4
6 mol 1 mol
（13.65/17+0.15）mol （13.65/102+0.025）mol
（3）滴加氢氧化钠后中和的n（H2SO4）及其它量的关系：
H2SO4 + 2NaOHNa2SO4 +2H2O
1 mol 2 mol
0.3-13.65/34-0.075mol 0.6-（13.65/17+0.15）mol
所以c（H2SO4）=（0.075+13.65/34+0.3-13.65/34-0.075）mol/0.15 L=2.0 mol·L-1.
事实上0.6-（13.65/17+0.15）<0 ，说明滴加氢氧化钠溶液后溶液中Al3+并非恰好完全转化为Al（OH）3沉淀，从中可以看出这样的典型例题本身就存在缺陷.endprint
经典例题：Al和Al2O3的混合物15 g，加入稀H2SO4溶液150 mL，在标准状况下放出氢气1.68 L，Al和Al2O3均不剩余，为中和过量的硫酸，并使溶液中Al3+恰好完全转化为Al（OH）3沉淀，需要消耗3mol·L-1 NaOH溶液200 mL，则该稀硫酸的物质的量浓度为（ ）.
A.2.25 mol·L-1 B.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1 D.0.6 mol·L-1
经典解析
根据最终溶液中的电荷守恒和化学反应中的质量守恒可得：
n（H2SO4）=n（Na2SO4）=12n（NaOH）=12×3 mol·L-1×0.2 L=0.3 mol
所以c（H2SO4）=0.3 mol0.15 L=2 mol·L-1.答案：B.
如果不按照守恒法，按照常规思路分析：
（1）混合物中金属铝消耗的n（H2SO4）及其它量的关系： 2Al + 3H2SO4Al2（SO4）3 + 3H2↑
2 mol 3 mol 1 mol 3×22.4 L
0.05 mol 0.075 mol 0.025 mol 1.68 L
（2）混合物中氧化铝消耗的n（H2SO4）及其它量的关系：
Al2O3 + 3H2SO4Al2（SO4）3 + 3H2O
102 g 3 mol 1 mol
15-0.05×27 g 13.65/34 mol 13.65/102 mol
6NaOH + Al2（SO4）32Al（OH）3↓+3Na2SO4
6 mol 1 mol
（13.65/17+0.15）mol （13.65/102+0.025）mol
（3）滴加氢氧化钠后中和的n（H2SO4）及其它量的关系：
H2SO4 + 2NaOHNa2SO4 +2H2O
1 mol 2 mol
0.3-13.65/34-0.075mol 0.6-（13.65/17+0.15）mol
所以c（H2SO4）=（0.075+13.65/34+0.3-13.65/34-0.075）mol/0.15 L=2.0 mol·L-1.
事实上0.6-（13.65/17+0.15）<0 ，说明滴加氢氧化钠溶液后溶液中Al3+并非恰好完全转化为Al（OH）3沉淀，从中可以看出这样的典型例题本身就存在缺陷.endprint
经典例题：Al和Al2O3的混合物15 g，加入稀H2SO4溶液150 mL，在标准状况下放出氢气1.68 L，Al和Al2O3均不剩余，为中和过量的硫酸，并使溶液中Al3+恰好完全转化为Al（OH）3沉淀，需要消耗3mol·L-1 NaOH溶液200 mL，则该稀硫酸的物质的量浓度为（ ）.
A.2.25 mol·L-1 B.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1 D.0.6 mol·L-1
经典解析
根据最终溶液中的电荷守恒和化学反应中的质量守恒可得：
n（H2SO4）=n（Na2SO4）=12n（NaOH）=12×3 mol·L-1×0.2 L=0.3 mol
所以c（H2SO4）=0.3 mol0.15 L=2 mol·L-1.答案：B.
如果不按照守恒法，按照常规思路分析：
（1）混合物中金属铝消耗的n（H2SO4）及其它量的关系： 2Al + 3H2SO4Al2（SO4）3 + 3H2↑
2 mol 3 mol 1 mol 3×22.4 L
0.05 mol 0.075 mol 0.025 mol 1.68 L
（2）混合物中氧化铝消耗的n（H2SO4）及其它量的关系：
Al2O3 + 3H2SO4Al2（SO4）3 + 3H2O
102 g 3 mol 1 mol
15-0.05×27 g 13.65/34 mol 13.65/102 mol
6NaOH + Al2（SO4）32Al（OH）3↓+3Na2SO4
6 mol 1 mol
（13.65/17+0.15）mol （13.65/102+0.025）mol
（3）滴加氢氧化钠后中和的n（H2SO4）及其它量的关系：
H2SO4 + 2NaOHNa2SO4 +2H2O
1 mol 2 mol
0.3-13.65/34-0.075mol 0.6-（13.65/17+0.15）mol
所以c（H2SO4）=（0.075+13.65/34+0.3-13.65/34-0.075）mol/0.15 L=2.0 mol·L-1.
事实上0.6-（13.65/17+0.15）<0 ，说明滴加氢氧化钠溶液后溶液中Al3+并非恰好完全转化为Al（OH）3沉淀，从中可以看出这样的典型例题本身就存在缺陷.endprint
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