Question

将一定质量的镁铝合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5mol/L的NaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液的体积关系如图所示．由图中数据计算：
（1）原合金中镁和铝的质量．
（2）盐酸的物质的量浓度．

Answer 1

解：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后有剩余，此时发生的反应为：HCl+NaOH=NaCl+H₂O．继续滴加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，到沉淀量开始进行，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，Al（OH）₃的质量为19.4g-11.6g=7.8g．
（1）由元素守恒可知，n（Al）=n[Al（OH）₃]==0.1mol，所以m（Al）=0.1mol×27g/mol=2.7g；
n（Mg）=n[Mg（OH）₂]==0.2mol，所以m（Mg）=0.2mol×24g/mol=4.8g．
答：原合金中镁的质量为4.8g，铝的质量是2.7g．
（2）加入20mLNaOH溶液，恰好中和剩余的盐酸，此时溶液中溶质为AlCl₃、MgCl₂、NaCl，根据氯元素守恒有n（HCl）=3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂）+n（NaCl），根据钠元素守恒此时溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.02L×5mol/L=0.1mol，所以n（HCl）=3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂）+n（NaCl）=3×0.1mol+2×0.2mol+0.1mol=0.8mol，原盐酸的物质的量浓度为=8mol/L．
答：盐酸的物质的量浓度为8mol/L．
分析：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后有剩余，此时发生的反应为：
HCl+NaOH=NaCl+H₂O．继续滴加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，到沉淀量开始进行，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，Al（OH）₃的质量为19.4g-11.6g=7.8g．
（1）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．
（2）加入20mLNaOH溶液，恰好中和剩余的盐酸，此时溶液中溶质为AlCl₃、MgCl₂、NaCl，根据氯元素守恒有n（HCl）=3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂）+n（NaCl），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=计算盐酸的物质的量浓度．
点评：考查镁铝化合物性质、混合物的计算，以图象题的形式考查，题目难度中等，分析图象各阶段的发生的反应是解题关键，再利用守恒计算．