Question

11．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．向所得溶液中滴加濃度為5mol•L^-1的NaOH溶液，生成的沉淀跟加入NaOH溶液體積的關系如圖．
（1）合金中鎂和鋁的質量比16：9．
（2）所用鹽酸的物質的量濃度2mol/L．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，從加入10mL氫氧化鈉溶液開始產生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為80mL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70mL，由氫氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=（0.08L-0.01L）×5mol/L=0.35mol．從加入氫氧化鈉溶液80mL～90mL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]=（0.09L-0.08L）×5mol/L=0.05mol，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．
（2）加入氫氧化鈉溶液為80mL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，從加入10mL氫氧化鈉溶液開始產生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為80mL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70mL，由氫氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=（0.08L-0.01L）×5mol/L=0.35mol．從加入氫氧化鈉溶液80mL～90mL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]=（0.09L-0.08L）×5mol/L=0.05mol，故3×0.05mol+2n[Mg（OH）₂]=0.35mol，解得n[Mg（OH）₂]=0.1mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.1mol，所以Mg的質量為：0.1mol×24g/mol=2.4g，鋁的質量為：27g/mol×0.05mol=1.35g，
所以合金中鎂和鋁的質量比為：2.4g：1.35g=16：9，
故答案為：16：9；
②加入氫氧化鈉溶液為80mL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）=0.08L×5mol/L=0.4mol，根據氯元素守恒n（HCl）=0.4mol，故鹽酸的物質的量濃度為：$\frac{0.4mol}{0.2L}$=2mol/L，
故答案為：2mol/L．

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，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．