Question

15．（某镁铝合金（Mg_xAl_y）是贮氢材料，可在通入氩气的条件下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼制得．为测定该合金的成分，称取一定质量的样品放入500mL稀硫酸中，样品全部溶解并产生气体．待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与NaOH溶液的体积关系如图2所示．完成下列问题：

（1）熔炼制取镁铝合金（Mg_xAl_y）时通入氩气的目的是防止镁铝被空气氧化．
（2）该镁铝合金（Mg_xAl_y）的化学式为Mg₁₇Al₁₂．
（3）NaOH溶液的物质的量浓度为6mol•L^-1．
（4）该合金在一定条件下吸氢的化学方程式为：Mg_xAl_y+xH₂═xMgH₂+yA1．得到的混合物在6.0mol•L^-1HCl溶液中能完全释放出H₂，1mol Mg_xAl_y完全吸氢后得到的混合物与上述盐酸完全反应，释放出H₂的物质的量为52mol．
（5）将该镁铝合金置于NaOH溶液可以构成原电池，写出负极发生的反应Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O．
（6）如图1甲为甲醇燃料电池，乙池为铝制品表面“钝化”装置，两极分别为铝制品和石墨．M电极的材料是Al．

Answer 1

分析 （1）金属镁和铝容易被氧气氧化，进入氩气可以防止镁铝被氧化；
（2）根据图2加入136.7mL氢氧化钠溶液时恰好生成0.29mol氢氧化铝和氢氧化铝沉淀，加入156.7mL氢氧化钠溶液时，沉淀被溶解的为氢氧化铝，据此可以计算出氢氧化铝、氢氧化铝的物质的量，根据质量守恒可知镁铝的物质的量之比；
（3）根据氢氧化铝与氢氧化钠反应的方程式及氢氧化铝的物质的量、氢氧化钠的体积计算出氢氧化钠的浓度；
（4）释放出的H₂ 包括Mg₁₇Al₁₂吸收的氢，还包括镁、铝和盐酸反应生成的氢气；
（5）镁不与氢氧化钠溶液反应，铝能够与氢氧化钠溶液反应，所以负极为铝，正极为镁，负极铝失去电子与氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子，据此写出电极反应；
（6）根据图1中反应产物判断原电池电极，然后判断电解池的阴、阳极．

解答 解：（1）熔炼制取镁铝合金（Mg_xAl_y）时通入氩气的目的是防止镁铝被空气中的氧气氧化，
故答案为：防止镁铝被空气氧化；
（2）氢氧化镁和氢氧化铝总物质的量为：0.29mol，加入过量氢氧化钠溶液后，剩余的0.17mol沉淀为氢氧化镁，则氢氧化铝沉淀的物质的量为0.12mol，根据质量守恒定律可知，原合金中镁和铝的物质的量之比为：0.17mol：0.12mol=17：2，所以该镁铝合金（Mg_xAl_y）的化学式为：Mg₁₇Al₁₂，
故答案为：Mg₁₇Al₁₂；
（3）溶解0.12mol氢氧化铝消耗氢氧化钠的体积为：（156.7-136.7）mL=20mL，根据反应方程式Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，氢氧化钠的物质的量浓度为：$\frac{0.12mol}{0.02L}$=6mol•L^-1，
故答案为：6mol•L^-1；
（4）1molMg₁₇Al₁₂完全吸氢17mol，在盐酸中会全部释放出来，镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H₂，1molMg₁₇Al₁₂完全反应生成氢气的物质的量分别为地17mol、18mol，则生成氢气一共（17+17+18）mol=52mol，
故答案为：52mol；
（5）由于镁不与氢氧化钠溶液反应，所以负极为铝，电解质为氢氧化钠溶液的负极反应为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（6）由装置图可知，b极通入气体后产生气体，c极通入气体后产生水，故b极通入为甲醇，c极通入的是氧气，原电池负极发生氧化反应，正极反应还原反应，所以b为正极，c为负极，M连接的为电源正极，则M为阳极，Al在阳极放电；
故答案为：Al．

点评 本题考查了有关混合物的简单计算、原电池、电解池工作原理等知识，题目难度中等，试题题量稍大，掌握掌握原电池、电解池工作原理，明确混合物组成的计算方法．