Question

2．將一定質量的Mg-Al合金投入到100mL一定物質的量濃度的HCl中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5mol/LNaOH溶液至過量，生成沉淀質量與加入NaOH溶液的體積關系如下圖所示．
求：（1）原合金中Mg的質量是4.8克
（2）原合金中Al的質量是2.7克
（2）HCl的物質的量濃度為8mol/L．

Answer 1

分析 根據圖片知，0-20mL時沒有沉淀生成，說明此時發生的反應為酸堿中和反應O H⁺+OH^-=H₂O，20-160mL時隨著NaOH的加入沉淀的量逐漸增加，此時發生的反應為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，160-180mL時，隨著NaOH的增加，沉淀的量減少，說明發生反應Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，所以m[Al（OH）₃]=（19.4-11.6）g=7.8g，n[Al（OH）₃]=$\frac{7.8g}{78g/mol}$=0.1mol，n[Mg（OH）₂]=$\frac{11.6g}{58}$=0.2mol，
（1）根據Mg原子守恒計算n（Mg），再根據m（Mg）=nM計算鎂質量；
（2）根據Al原子守恒計算n（Al），再根據m（Al）=nM計算Al質量；
（3）160mL時，溶液中的溶質為NaCl，根據原子守恒計算c（HCl）．

解答 解：根據圖片知，0-20mL時沒有沉淀生成，說明此時發生的反應為酸堿中和反應O H⁺+OH^-=H₂O，20-160mL時隨著NaOH的加入沉淀的量逐漸增加，此時發生的反應為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，160-180mL時，隨著NaOH的增加，沉淀的量減少，說明發生反應Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，所以m[Al（OH）₃]=（19.4-11.6）g=7.8g，n[Al（OH）₃]=$\frac{7.8g}{78g/mol}$=0.1mol，n[Mg（OH）₂]=$\frac{11.6g}{58}$=0.2mol，
（1）根據Mg原子守恒得n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=$\frac{11.6g}{58}$=0.2mol，m（Mg）=nM=0.2mol×24g/mol=4.8g，
故答案為：4.8；
（2）根據Al原子守恒得n（Al）=n[Al（OH）₃]=$\frac{7.8g}{78g/mol}$=0.1mol，m（Al）=nM=0.1mol×27g/mol=2.7g，
故答案為：2.7；
（3）160mL時，溶液中的溶質為NaCl，根據原子守恒得n（NaCl）=n（HCl）=n（NaOH）=0.16L×5mol/L=0.8mol，c（HCl）=$\frac{0.8mol}{0.1L}$=8mol/L，
故答案為：8．

點評 本題考查混合物的計算，側重考查分析計算能力，明確各個頂點溶液中物質成分及發生的反應是解本題關鍵，結合原子守恒解答，題目難度中等．