两份质量相等且组成完全相同的镁-铝合金,一份投入足量的稀硫酸中,生成氢气的体积是7.84L;另一份投入足量的氢氧化钠溶液,生成氢气的体积是3.36L(以上体积数据均在标准状况下测得

问题描述:

两份质量相等且组成完全相同的镁-铝合金,一份投入足量的稀硫酸中,生成氢气的体积是7.84L;另一份投入足量的氢氧化钠溶液,生成氢气的体积是3.36L(以上体积数据均在标准状况下测得).计算这种镁-铝合金中镁的质量分数.

镁、铝都与稀硫酸反应,则7.84L氢气为镁、铝与稀硫酸反应生成的,标况下7.84L氢气的物质的量为:n(H2)=

7.84L
22.4L/mol
=0.35mol,
镁不与氢氧化钠溶液反应,所以3.36L氢气为铝与氢氧化钠溶液反应生成的,标况下该氢气的物质的量为:n(H2)=
3.36L
22.4L/mol
=0.15mol,
根据反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知,生成0.15mol氢气,消耗铝的物质的量为:n(Al)=
2
3
×0.15mol=0.1mol;
另一份合金中铝的物质的量也为0.1mol,根据反应2Al+3H2SO4=Al2(SO43+3H2↑,生成氢气的物质的量也是0.15mol,
则镁与稀硫酸反应生成的氢气的物质的量为:0.35mol-0.15mol=0.2mol,根据反应Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑可知,每一份合金中含有镁的物质的量为:n(Mg)=n(H2)=0.2mol,
则合金中镁的质量分数为:w(Mg)=
24g/mol×0.2mol
27g/mol×0.1mol+24g/mol×0.2mol
×100%=64%,
答:这种镁-铝合金中镁的质量分数为64%.