Question

13．將一定質量的鎂鋁合金投入100mL一定濃度的鹽酸中，合金完全溶解．向所得溶液中滴加濃度為0.5 mol/L的NaOH溶液，生成的沉淀質量跟加入的NaOH溶液的體積關系如圖．（橫坐標體積單位是mL，縱坐標質量單位是g）求：（1）合金中Mg，Al的質量；
（2）所用HCl的物質的量濃度．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，從加入氫氧化鈉溶液就開始產(chǎn)生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為140mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，該階段消耗氫氧化鈉140mL，由氫氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=0.14L×0.5mol/L=0.07mol；從加入氫氧化鈉溶液140mL～160mL溶解氫氧化鋁，該階段發(fā)生反應Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，所以n[Al（OH）₃]=（0.16L-0.14L）×0.5mol/L=0.01mol，代入上式計算n[Mg（OH）₂]，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]，再利用m=nM計算Mg、Al的質量；
（2）加入氫氧化鈉溶液為140mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液為氯化鈉溶液，根據(jù)鈉元素守恒此時溶液中n（NaCl）=n（NaOH），據(jù)此計算出n（HCl），再利用c=$\frac{n}{V}$計算鹽酸的物質的量濃度．

解答 解：（1）由圖可知，從加入氫氧化鈉溶液就開始產(chǎn)生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為140mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，該階段消耗氫氧化鈉140mL，由氫氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=0.14L×0.5mol/L=0.07mol；從加入氫氧化鈉溶液140mL～160mL溶解氫氧化鋁，該階段發(fā)生反應Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，所以n[Al（OH）₃]=（0.16L-0.14L）×0.5mol/L=0.01mol，則：3×0.01mol+2n[Mg（OH）₂]=0.07mol，解得：n[Mg（OH）₂]=0.02mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.02mol，所以Mg的質量為0.02mol×24g/mol=0.48g，
n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，Al的質量為：27g/mol×0.01mol=0.27g，
答：合金中Mg的質量為4.8g，Al的質量為0.27g．
（2）加入氫氧化鈉溶液為140mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液為氯化鈉溶液，根據(jù)鈉元素守恒此時溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.14L×0.5mol/L=0.07mol，根據(jù)氯元素守恒n（HCl）=0.07mol，
所以鹽酸的物質的量濃度為：$\frac{0.07mol}{0.1L}$=0.7mol/L，
答：鹽酸的物質的量濃度為0.7mol/L．

點評 本題考查鎂鋁化合物性質、混合物的計算，以圖象題的形式考查，題目難度中等，分析圖象各階段的發(fā)生的反應是解題關鍵，再利用守恒計算，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．