Question

將一定質(zhì)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5mol/L的NaOH溶液，生成的沉淀跟加入的NaOH溶液的體積關(guān)系如圖．（橫坐標體積單位是mL，縱坐標質(zhì)量單位是g）求：
（1）加入NaOH溶液0--20mL過程中反應(yīng)方程式為：

 

．160--180mL過程中反應(yīng)方程式為

 

．
（2）合金中Mg的質(zhì)量為

 

g．所用HCl 的物質(zhì)的量濃度為

 

mol/L．

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：（1）由圖可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，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(yīng)為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O；
繼續(xù)滴加NaOH溶液，到氫氧化鈉溶液為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，再繼續(xù)滴加NaOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，發(fā)生反應(yīng)Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
（2）由圖可知，從加入20m氫氧化鈉溶液L開始產(chǎn)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(yīng)Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，所以n[Al（OH）₃]=（0.18L-0.16L）×5mol/L=0.1mol，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的質(zhì)量；
沉淀量最大時，溶液為氯化鈉溶液，根據(jù)鈉元素守恒：n（NaCl）=n（NaOH），根據(jù)氯離子守恒：n（HCl）=n（NaCl），再利用c=

n

V

計算鹽酸的物質(zhì)的量濃度．

解答： （1）由圖可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，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(yīng)為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O；
繼續(xù)滴加NaOH溶液，到氫氧化鈉溶液為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，再繼續(xù)滴加NaOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，發(fā)生反應(yīng)為：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
故答案為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O；Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
（2）由圖可知，從加入20m氫氧化鈉溶液L開始產(chǎn)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(yīng)Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，所以n[Al（OH）₃]=（0.18L-0.16L）×5mol/L=0.1mol，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(zhì)量為0.2mol×24g/mol=4.8g；
沉淀量最大，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)氯離子守恒：n（HCl）=n（NaCl）=0.8mol，故鹽酸的物質(zhì)的量濃度為

0.8mol

0.1L

=8mol/L，
故答案為：4.8；8．

點評：本題以圖象題的形式，考查鎂鋁化合物性質(zhì)、混合物的計算，分析圖象各階段的發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，再利用守恒計算，題目難度中等．