Question

把一定質(zhì)量的鎂、鋁混合物投入到1mol?L^-1的鹽酸中，待金屬完全溶解后，向溶液中加入1mol?L^-1的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質(zhì)量與加入氫氧化鈉溶液的體積關(guān)系如圖所示．則：
（1）金屬鋁的質(zhì)量為

 

g
（2）a的取值范圍是

 

 ml．
（3）n（Mg）/n（Al）的最大值是

 

．

Answer 1

考點：鋁的化學(xué)性質(zhì),化學(xué)方程式的有關(guān)計算,鎂的化學(xué)性質(zhì)

專題：計算題

分析：（1）根據(jù)氫氧化鈉的體積在80至90ml段內(nèi)，所有的氫氧化鈉用于溶解氫氧化鋁，根據(jù)氫氧化鈉的量確定氫氧化鋁的量，根據(jù)原子守恒確定金屬鋁的量；
（2）合金的組成可以采用極限假設(shè)法，當金屬全部是金屬鋁時剩余的酸最多，a的值最大來判斷a得取值范圍；
（3）根據(jù)圖象中消耗的氫氧化鈉的量確定合金中金屬鎂的最大量，進而確定該合金中兩元素物質(zhì)的量之比的最大值．

解答： 解：（1）根據(jù)圖可知，首先發(fā)生的反應(yīng)是中和過量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，然后是沉淀兩種金屬離子：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺⁺3OH^-=Al（OH）₃↓，最后是Al（OH）₃的溶解：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，從橫坐標80mL到90mL這段可以求出n（Al（OH）₃）=0.01mol，則n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.01mol，即為0.27g，
故答案為：0.27；
（2）假設(shè)鹽酸溶解金屬后不剩，這種情況下，酸恰好與合金反應(yīng)完全，即a=0，通過極值法，當合金中完全是鋁時，因為沉淀Al³⁺需要NaOH溶液的體積為30mL，從圖可知，中和過量的酸所消耗的堿液體積最大為50mL，但是假設(shè)不成立，最大值是不存在的，所以的取值范圍為 0≤a＜50，
故答案為：0≤a＜50；  
（3）n（Al）=n（Al（OH）₃）=1mol?L^-1×0.01L=0.01mol，所以沉淀Al³⁺需要的OH^-為0.03mol，即NaOH溶液的體積為30mL，鎂離子和鋁離子沉淀完全消耗的堿的體積為80-a，若假設(shè)鹽酸不剩，所以沉淀Mg²⁺需要NaOH溶液的體積最大值為50mL，求出n （Mg）的最大值為0.025mol，所以該合金中鎂鋁兩元素物質(zhì)的量之比的最大值為2.5，
故答案為：2.5．

點評：本題考查混合物的有關(guān)計算及鎂、鋁的化學(xué)性質(zhì)等，明確發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)與圖象的對應(yīng)關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵，注意利用元素守恒的方法來解答，題目難度較大．