Question

4．將一定質量的鎂鋁合金投入200mL 一定濃度的鹽酸中，合金完全溶解．
向所得溶液中滴加5.0mol．L^-1NaOH溶液，生成沉淀的質量跟加入NaOH溶液的體積的關系如圖所示．（橫坐標體積的單位是mL，縱坐標質量的單位是g）
（1）NaOH溶液0-40 mL區間所發生反應的離子方程式為：H⁺+OH^-=H₂O．
（2）NaOH溶液160-180mL區間所發生反應的離子方程式為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O．
（3）NaOH溶液滴加到160mL時，溶液中的溶質組成為NaCl．
（4）合金中鎂的質量為3.6g．
（5）所用鹽酸的物質的量濃度為8 mol．L^-1．

Answer 1

分析 （1）NaOH溶液0-40 mL區間沒有生成沉淀，說明鹽酸有剩余，剩余的鹽酸與氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉和水；
（2）NaOH溶液160-180mL區間沉淀溶解，發生反應為氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水；
（3）從加入40m氫氧化鈉溶液開始產生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為160mL時，沉淀量最大，此時沉淀為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，反應后溶質為氯化鈉；
（4）根據圖象可知，16.5g沉淀為氫氧化鋁和氫氧化鎂的混合物，7.8g為氫氧化鎂，根據n=$\frac{m}{M}$計算出氫氧化鎂的物質的量，再根據質量守恒定律得出Mg的物質的量，最后根據m=nM計算出Mg的質量；
（5）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，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．

解答 解：（1）由圖可知，從開始至加入NaOH溶液40mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后鹽酸有剩余，此時發生的反應為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O，離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；
（2）NaOH溶液160-180mL區間沉淀部分溶解，發生反應為：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，其離子方程式為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；
（3）根據圖象曲線變化可知，加入40m氫氧化鈉溶液開始產生沉淀，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，反應后溶質為NaCl，
故答案為：NaCl；
（4）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，根據圖象可知，氫氧化鋁和氫氧化鎂的總質量為16.5g，
加入180mL氫氧化鈉溶液時，剩余的8.5g沉淀為氫氧化鎂，n[Mg（OH）₂]=$\frac{7.8g}{58g/mol}$=0.15mol
由元素守恒可知：n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.15mol，
所以Mg的質量為：0.15mol×24g/mol=3.6g，
故答案為：3.6；
（5）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，溶液為NaCl溶液，
根據鈉元素守恒此時溶液中：n（NaCl）=n（NaOH）=0.16L×5mol/L=0.8mol，
根據氯元素守恒n（HCl）=0.8mol，
故鹽酸的物質的量濃度為：$\frac{0.8mol}{0.1L}$=8mol/L，
答：鹽酸的物質的量濃度為8mol/L．

點評 本題考查鎂鋁化合物性質、混合物的計算，題目難度中等，以圖象題的形式考查，增加了試題難度，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，試題培養了學生的化學計算能力．