Question

【題目】將一定質(zhì)量的鎂鋁混合物投入200mL硫酸中，固體全部溶解后，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量n與加入NaOH溶液的體積V的變化如圖所示。

（1）寫出bc段發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式___；

（2）鎂和鋁的總質(zhì)量為___g；

（3）b點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)為___，硫酸的物質(zhì)的量濃度為___mol/L；

（4）生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為___L；

（5）c點(diǎn)溶液中通入足量的CO2的反應(yīng)化學(xué)方程式為___。

Answer 1

【答案】Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 9 Na2SO4 2.5 10.08 NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3

【解析】

由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說(shuō)明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；當(dāng)V（NaOH溶液）=200mL時(shí)，沉淀量最大，此過程中鎂離子、鋁離子與氫氧根離子反應(yīng)生成Mg（OH）2和Al（OH）3；從200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）3，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；根據(jù)沉淀的最大量b點(diǎn)可知?dú)溲趸�鎂和氫氧化鋁的總物質(zhì)的量，c點(diǎn)為氫氧化鎂，根據(jù)b、c點(diǎn)可知?dú)溲趸�鋁的物質(zhì)的量，然后利用質(zhì)量守恒計(jì)算出鎂、鋁的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算出混合金屬的質(zhì)量。

（1）bc段氫氧化鋁溶解，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O；

（2）根據(jù)圖像可知Mg(OH)2和Al(OH)3的物質(zhì)的量之和為0.35mol，從200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3，當(dāng)V(NaOH溶液)=240mL時(shí)，沉淀不再減少，此時(shí)全部為Mg(OH)2，物質(zhì)的量為0.15mol，所以Mg(OH)2為0.15mol，Al(OH)3為0.35mol-0.15mol=0.2mol，元素守恒可知n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol，所以鎂和鋁的總質(zhì)量0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g，

故答案為：9；

（3）b點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)只有Na2SO4，沉淀量最大時(shí)為Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶質(zhì)為Na2SO4，根據(jù)鈉元素守恒可知此時(shí)n(Na2SO4)等于200mL氫氧化鈉溶液中含有n(NaOH)的0.5倍，所以n(Na2SO4)=0.5×0.2L×5mol/L=0.5mol，硫酸的濃度；

（4）根據(jù)以上分析，由元素守恒可知金屬鎂和鋁物質(zhì)的量分別為0.15mol和0.2mol，根據(jù)得失電子守恒氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為：；

（5）c點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)是NaAlO2、Na2SO4，通入足量的CO2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3。