Question

把一小塊鎂鋁合金溶于100mL鹽酸中，然后向其中滴入1mol?L^-1NaOH溶液，生成沉淀的質量和加入NaOH溶液的體積如圖所示．求：
（1）鎂鋁合金的質量組成．
（2）鹽酸的物質的量濃度．

Answer 1

解：由圖可知，從開始至加入NaOH溶液10mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后鹽酸有剩余，此時發(fā)生的反應為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O．繼續(xù)滴加NaOH溶液，到氫氧化鈉溶液為50mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液為氯化鈉溶液．再繼續(xù)滴加NaOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與水，發(fā)生反應Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O．
（1）由圖可知，從加入10m氫氧化鈉溶液開始產生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為50mL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40mL，由氫氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=（0.06L-0.02L）×1mol/L=0.04mol．從加入氫氧化鈉溶液50mL～60mL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]=（0.06L-0.05L）×1mol/L=0.01mol，故3×0.01mol+2n[Mg（OH）₂]=0.04mol，解得n[Mg（OH）₂]=0.005mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.005mol，故m（Al）=0.01mol×27g?mol^-1=0.27g，m（Mg）=0.005mol×24g?mol^-1=0.12g，
答：該鎂鋁合金的中Al為0.27g，Mg為0.12g；
（2）加入氫氧化鈉溶液為50mL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）=0.05L×1mol/L=0.05mol，根據(jù)氯元素守恒n（HCl）=0.05mol，故鹽酸的物質的量濃度為=0.5mol/L，
答：該鹽酸的濃度為0.5mol/L．
分析：由圖可知，從開始至加入NaOH溶液10mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后鹽酸有剩余，此時發(fā)生的反應為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O．繼續(xù)滴加NaOH溶液，到氫氧化鈉溶液為50mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液為氯化鈉溶液．再繼續(xù)滴加NaOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與水，發(fā)生反應Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O．
（1）由圖可知，從加入10m氫氧化鈉溶液開始產生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為50mL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40mL，由氫氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=（0.06L-0.02L）×1mol/L=0.04mol．從加入氫氧化鈉溶液50mL～60mL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]=（0.06L-0.05L）×1mol/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60mL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=計算鹽酸的物質的量濃度．
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．