Question

將一定質量的鎂、鋁合金投入100mL一定物質的量濃度的鹽酸中，使合金全部溶解．向所得溶液中滴加5mol/L NaOH溶液至過量，生成沉淀的質量與加入的NaOH溶液體積的關系如右圖曲線所示．試求：
（1）原合金中鋁的質量分數(shù)．
（2）鹽酸的物質的量濃度．

Answer 1

考點：鎂、鋁的重要化合物,化學方程式的有關計算

專題：

分析：從圖中橫坐標可以看出，加入20mL的氫氧化鈉溶液時，沒有產生沉淀，此段是鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生中和反應；
當氫氧化鈉繼續(xù)加入時，沉淀不斷增加，沉淀為氫氧化鎂和氫氧化鋁，直到沉淀最大值；
繼續(xù)添加氫氧化鈉，則氫氧化鋁參與反應，生成偏鋁酸鈉，故11.6g沉淀是氫氧化鎂，（19.4-11.6）g是氫氧化鋁的質量，
根據(jù)守恒法可知，n（Mg）=n（Mg（OH）₂）=11.6g÷58g/mol=0.2mol，故鎂的質量為0.2mol×24g/mol=4.8g，
同理可求出鋁的質量為2.7g．當氫氧化鈉加入量為160mL時，溶質均為NaCl，根據(jù)守恒法可知，n（HCl）=n（Cl^-）=n（NaOH）=0.16L×5.0mol/L=0.8mol．

解答： 解：（1）由圖可知，從加入20mL氫氧化鈉溶液開始產生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為160mL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）=（0.16L-0.02L）×5mol/L=0.7mol．從加入氫氧化鈉溶液160mL～180mL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]=（0.18L-0.16L）×5mol/L=0.1mol，故3×0.1mol+2n[Mg（OH）₂]=0.7mol，解得n[Mg（OH）₂]=0.2mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.2mol，所以Mg的質量為0.2mol×24g/mol=4.8g，Al的質量為0.1mol×27g/mol=2.7g，所以原合金中鋁的質量分數(shù)為

2.7

2.7+4.8

×100%=36%
答：原合金中鋁的質量分數(shù)為36%．
（2）加入氫氧化鈉溶液為160mL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）=0.16L×5mol/L=0.8mol，根據(jù)氯元素守恒n（HCl）=0.8mol，故鹽酸的物質的量濃度為

0.8mol

0.1L

=8mol/L．
答：鹽酸的物質的量濃度為8mol/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．