Question

3．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，回答下列問題，要求寫出計算過程．
①鹽酸的物質的量濃度0.5mol•L^-1．
②合金中鎂的質量0.12g．

Answer 1

分析 ①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，根據鈉元素守恒此時溶液中n（NaCl）=n（NaOH），據此計算出n（HCl），再利用c=$\frac{n}{V}$計算鹽酸的物質的量濃度．
②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）=（0.05L-0.01L）×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的質量．

解答 解：①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，根據鈉元素守恒此時溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.05L×1mol/L=0.05mol，根據氯元素守恒n（HCl）=0.05mol，故鹽酸的物質的量濃度為$\frac{0.05mol}{0.1L}$=0.5mol/L，
故答案為：0.5；
②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）=（0.05L-0.01L）×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（Mg）=0.005mol×24g•mol^-1=0.12g，
故答案為：0.12．

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生的反應是解題關鍵，再利用守恒計算，側重于考查學生的分析能力和計算能力．