Question

【題目】A．將一定質(zhì)量的Mg和Al混合物投入400 mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。

計(jì)算：

（1）Mg和Al的總質(zhì)量為________g；

（2）硫酸的物質(zhì)的量濃度為________；

（3）生成H2的物質(zhì)的量為________。

B．將一定量的鋁粉、氧化鋁、氧化鎂的混合物加入到300mL ,4mol/L的稀硫酸中，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L氣體。向反應(yīng)后的溶液中滴加一定物質(zhì)的量濃度的KOH溶液時(shí)，所得沉淀的物質(zhì)的量（mol）與滴加KOH溶液的體積（mL）之間的關(guān)系如圖所示：

（1）OA對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式為_________，BC對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式為____________；

（2）c（KOH）=_________mol/L，混合物中氧化鋁的物質(zhì)的量為_____mol；

（3）A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值為_______；

（4）在中學(xué)階段，實(shí)驗(yàn)室里檢驗(yàn)B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中的陽離子時(shí)，所觀察到的現(xiàn)象是___________。

（5）向C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中通入足量的CO2所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________。

Answer 1

【答案】18 g 2.5 mol/l 0.9mol H+ +OH-=H2O Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O 4 0.1 200 透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色 CO2 +AlO2- +2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

【解析】

A. 由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液40 mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O．當(dāng)V(NaOH) = 400 mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg(OH)2和Al(OH)3，二者物質(zhì)的量之和為0.7 mol，溶液中溶質(zhì)為Na2SO4，根據(jù)鈉元素守恒可知此時(shí)n(Na2SO4)等于400 mL氫氧化鈉溶液中含有的n(NaOH)的0.5倍。從400mL開始，NaOH溶解Al(OH)3，發(fā)生反應(yīng)NaOH+Al(OH)3 = NaAlO2+2H2O，當(dāng)沉淀不再減少時(shí)只有Mg(OH)2，物質(zhì)的量為0.3 mol，所以沉淀量最大時(shí)，Mg(OH)2為0.3 mol，Al(OH)3為0.7 mol-0.3 mol=0.4 mol，所以該階段消耗n(NaOH) = n[Al(OH)3] = 0.4 mol，氫氧化鈉的濃度為 = 5 mol/L。
（1）由元素守恒可知n(Al) = n[Al(OH)3]，n(Mg) = n[Mg(OH)2]，在根據(jù)m =n M計(jì)算各自的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算金屬的總質(zhì)量；

（2）沉淀量最大，此時(shí)為Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶質(zhì)為Na2SO4，根據(jù)鈉元素守恒可知此時(shí)n(NaOH)= 2 n(Na2SO4)，根據(jù)硫酸根守恒n(H2SO4) = n(Na2SO4)，再根據(jù)c=來計(jì)算；

（3）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知2n(H2) = 3n(Al) + 2n(Mg)，據(jù)此計(jì)算n(H2)；

B. 由圖可知，從開始至加入KOH溶液到A，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O；繼續(xù)滴加KOH溶液，到氫氧化鉀溶液為600 mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液為硫酸鉀溶液．再繼續(xù)滴加KOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鉀反應(yīng)生成偏鋁酸鉀與水，發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O，故反應(yīng)后的溶液溶質(zhì)為KAlO2，通入足量的CO2后又生成了氫氧化鋁沉淀，且不溶解，據(jù)此進(jìn)行解答；在進(jìn)行焰色反應(yīng)時(shí)，為避免鈉離子對(duì)鉀離子的干擾，需要透過藍(lán)色鈷玻璃觀察。

A. 由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液40mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O．當(dāng)V(NaOH) = 400mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg(OH)2和Al(OH)3，二者物質(zhì)的量之和為0.7 mol，溶液中溶質(zhì)為Na2SO4，根據(jù)鈉元素守恒可知此時(shí)n(Na2SO4)等于400 mL氫氧化鈉溶液中含有的n(NaOH)的0.5倍。從400 mL開始，NaOH溶解Al(OH)3，發(fā)生反應(yīng)NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，當(dāng)沉淀不再減少，此時(shí)全部為Mg(OH)2，物質(zhì)的量為0.3 mol，所以沉淀量最大時(shí)，Mg(OH)2為0.3 mol，Al(OH)3為0.7 mol-0.3 mol=0.4mol，所以該階段消耗n(NaOH) = n[Al(OH)3] = 0.4mol，氫氧化鈉的濃度為 = 5 mol/L。

（1）由元素守恒可知n(Al) = n[Al(OH)3] = 0.4 mol，n(Mg) = n[Mg(OH)2] = 0.3 mol，故Mg和Al的總質(zhì)量為0.4mol×27g/mol+0.3mol×24g/mol = 18 g，故答案為：18 g；

（2）沉淀量最大，此時(shí)為Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶質(zhì)為Na2SO4，根據(jù)鈉元素守恒可知此時(shí)n(NaOH)=2n(Na2SO4)=0.4L×5mol/L = 2 mol，，所以n(Na2SO4) = 1 mol，所以硫酸的濃度為c = = 2.5 mol/L，故答案為：2.5 mol/L；

（3）由（1）中可知n(Al) = 0.4 mol，n(Mg) = 0.3 mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知2n(H2) = 3n(Al)+2n(Mg) = 3×0.4mol+2×0.3mol=1.8 mol，所以n(H2) = 0.9 mol，故答案為：0.9 ol；

B. 由圖可知，從開始至加入KOH溶液到A，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O；繼續(xù)滴加KOH溶液，到氫氧化鉀溶液為600 mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg(OH)2和Al(OH)3，發(fā)生反應(yīng)：3OH+Al3+=Al(OH)3↓，2OH+Mg2+=Mg(OH)2↓，溶液為硫酸鉀溶液；再繼續(xù)滴加KOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鉀反應(yīng)生成偏鋁酸鉀與水，發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O，沉淀部分溶解。

（1）OA段，氫氧化鉀與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉀和水，離子方程式：H++OH=H2O；BC段，繼續(xù)滴加KOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鉀反應(yīng)生成偏鋁酸鉀與水，發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O，離子方程式：Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O，故答案為：H++OH=H2O；Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O；

（2）硫酸的物質(zhì)的量為：0.3 L×4 mol/L = 1.2 mol，B點(diǎn)溶液為硫酸鉀溶液，依據(jù)2K+SO42，則鉀離子物質(zhì)的量為2.4 mol，即加入氫氧化鉀物質(zhì)的量為2.4 mol，則氫氧化鉀物質(zhì)的量濃度為：2.4 mol÷0.6 L=4 mol/L；混合物加入到300 mL4 mol/L的稀硫酸中，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72 L氣體，物質(zhì)的量為 =0.3 mol，由2Al3H2↑，可知鋁的物質(zhì)的量為0.2 mol，BC段消耗氫氧化鉀物質(zhì)的量為：0.1 L×4 mol/L=0.4 mol，發(fā)生反應(yīng)：Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O，可知?dú)溲趸�鋁物質(zhì)的量為0.4 mol，依據(jù)鋁原子個(gè)數(shù)守恒，含有氧化鋁的物質(zhì)的量為：0.4 mol 0.3 mol =0.1 mol；故答案為：4；0.1；

（3）依據(jù)加入700 mL氫氧化鉀后沉淀物質(zhì)的量為0.2 mol，得溶液中含鎂離子物質(zhì)的量為0.2 mol，沉淀鎂離子消耗0.4 mol氫氧化鉀，沉淀0.4 mol鋁離子需要消耗氫氧化鉀物質(zhì)的量為0.4mol×3 = 1.2 mol，所以OA段消耗氫氧化鉀物質(zhì)的量為：0.6 L×4 mol/L0.4 mol1.2 mol = 0.8 mol，消耗氫氧化鉀體積： = 0.2 L，即200 mL；故答案為：200；

（4）檢驗(yàn)鉀離子可以用焰色反應(yīng)，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色；故答案為：透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色；

（5）C點(diǎn)溶液為偏鋁酸鉀溶液，二氧化碳溶于水形成弱酸碳酸，則通入足量二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鉀，反應(yīng)的離子方程式：CO2 +AlO2- +2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；故答案為：CO2 +AlO2- +2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。