Question

4．將某質量的鎂鋁合金溶解在500mL鹽酸中，向反應后的溶液中逐滴加入2mol/LNaOH溶液，產生沉淀質量與堿溶液體積的關系如圖所示，請填寫下列空白：
（1）溶解合金后過量的氯化氫物質的量為0.2mol．
（2）合金中鋁的質量為5.4g．
（3）原來鹽酸的物質的量濃度（假設反應后溶液體積不變）是2.8mol/L．

Answer 1

分析 由圖象可知，OA段沒有沉淀生成，說明發生反應：H⁺+OH^-=H₂O，根據n=cV可計算出與HCl反應的NaOH的物質的量，然后根據n（NaOH）=n（HCl）計算出溶解合金后過量的氯化氫物質的量；
AB段：加入NaOH溶液100mL～700mL時發生反應Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓；
BC段：加入NaOH 700～800mL時發生反應Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗NaOH溶液100mL，消耗的n（NaOH）=0.1L×2mol/L=0.2mol，以此可計算Al³⁺的物質的量，根據結合反應的離子方程式計算鋁的質量；當加入NaOH700mL時，沉淀為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液溶質為NaCl，以此計算鹽酸的物質的量濃度．

解答 解：AB段：加入NaOH溶液100mL～700mL時發生反應Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓；BC段：加入NaOH 800mL時發生反應Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗NaOH溶液100mL，
（1）由圖象可知，OA段沒有沉淀生成，說明發生反應：H⁺+OH^-=H₂O，與HCl反應的NaOH的物質的量為：2mol/L×0.1L=0.2mol，根據n（NaOH）=n（HCl）計算出溶解合金后過量的氯化氫物質的量為0.2mol，
故答案為：0.2mol；
（2）加入800mL溶液時，發生反應：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗了100mLNaOH溶液，則：n（NaAlO₂）=n（NaOH）=0.1L×2mol/L=0.2mol，
根據質量守恒可知：n（Al³⁺）=n（Al（OH）₃）=0.2mol，
所以合金中鋁的質量為：m（Al）=0.2mol×27g/mol=5.4g；
故答案為：5.4g；
（3）由圖象可知，當加入NaOH700mL時，沉淀為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液溶質為NaCl，則n（NaCl）=n（NaOH）=0.7L×2moL/L=1.4mol，
則原來鹽酸的物質的量濃度為：c（HCl）=$\frac{1.4mol}{0.5L}$=2.8mol/L，
故答案為：2.8mol/L．

點評 本題以圖象題的形式考查鎂鋁化合物性質、混合物的計算，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高頻考點，題目難度中等，分析圖象各階段的發生的反應是解題關鍵，注意利用守恒思想進行計算．