Question

将一定质量的镁铝合金样品全部溶于100mL某浓度的盐酸中．向所得溶液中滴加5.0mol/L的NaOH溶液，生成沉淀质量与加入的NaOH溶液体积关系如图所示．求：
（1）写出图中每个阶段的离子反应方程式，0至20mL

H⁺+OH^-═H₂O

，20mL至160mL时，

Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓

，160mL至V₁ mL时，

Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O

．
（2）合金中Mg和Al的质量分别为多少克？（写出计算过程）
（3）盐酸的物质的量浓度是多少？

Answer 1

分析：（1）由图可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余，此时发生的反应为：HCl+NaOH═NaCl+H₂O．
继续滴加NaOH溶液，到氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，镁离子、铝离子与氢氧根反应生成Mg（OH）₂和Al（OH）₃．溶液为氯化钠溶液．
再继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，发生反应Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O；
（2）由图可知，从加入20m氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，二者质量之和为19.4g，
再继续滴加NaOH溶液，沉淀量开始减小，到沉淀量最小时，沉淀为Mg（OH）₂，质量为11.6g，
故到沉淀量最大时，Al（OH）₃的质量为19.4g-11.6g=7.8g，
由元素守恒可知，n（Al）=n[Al（OH）₃]，n（Mg）=n[Mg（OH）₂]，再利用m=nM计算Al、Mg的质量；
（3）加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液，根据钠元素守恒此时溶液中n（NaCl）=n（NaOH），据此计算出n（HCl），再利用c=

n

V

计算盐酸的物质的量浓度．

解答：解：（1）由图可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余，该阶段发生的反应离子方程式为：H⁺+OH^-═H₂O；
从20mL-160mL，继续滴加NaOH溶液，沉淀量增大，到氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，该阶段反应离子方程式为：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓；
再继续滴加NaOH溶液，沉淀溶解，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，发生反应离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
故答案为：H⁺+OH^-═H₂O；Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓；Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（2）滴加NaOH溶液，到沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，二者质量之和为19.4g，溶液为氯化钠溶液．
再继续滴加NaOH溶液，沉淀量开始减小，到沉淀量最小时，沉淀为Mg（OH）₂，质量为11.6g，
故到沉淀量最大时Al（OH）₃的质量为19.4g-11.6g=7.8g．
由元素守恒可知，n（Al）=n[Al（OH）₃]=

7.8g

78g/mol

=0.1mol，
所以m（Al）=0.1mol×27g/mol=2.7g，
n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=

11.6g

58g/mol

=0.2mol，
所以m（Mg）=0.2mol×24g/mol=4.8g，
答：混合物中m（Mg）=4.8g，m（Al）=2.7g．
（3）加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液，
根据钠元素守恒此时溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.16L×5mol/L=0.8mol，
根据氯元素守恒n（HCl）=0.8mol，
故盐酸的物质的量浓度为

0.8mol

0.1L

=8mol/L，
答：盐酸的物质的量浓度是8mol/L．

点评：本题以图象题的形式考查镁铝化合物性质、混合物的计算，题目难度中等，分析图象各阶段的发生的反应是解题关键，注意利用守恒思想进行计算．