Question

镁铝合金是烟花生产过程中的重要原料，同时也可作为白光剂和照明剂。为了探究镁铝合金中各成分的含量，康康同学将一定质量的镁铝合金投入到850 mL 一定物质的量浓度的稀硫酸中，合金全部溶解，然后又滴加5 mol·L^-1的NaOH溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量（m）随加入NaOH溶液的体积（V）的变化如右图所示：

（1）请写出加入NaOH溶液的体积由V₂→V₃时，所发生的化学反应方程式：___________________   _   _______，并由此计算合金中铝的质量。

（2）计算合金中镁的质量。

（3）合金在溶于稀硫酸时，释放出的气体体积（标准状况）是多少？

（4）康康同学所用稀硫酸的物质的量浓度是多少？

Answer 1

(1) Al(OH)₃ + NaOH  == Na[Al(OH)₄]，0.15 mol

(2) 2.4 g (3) 7.28 L (4) 0.5 mol/L

解析:

（1）Al(OH)₃ + NaOH  == Na[Al(OH)₄]（2分），0.15 mol（1分）。

（2）2.4 g （过程1分，结果1分，共2分）

方法1：由Al的物质的量计算：在V₁→V₂时，Al³⁺消耗NaOH溶液的体积；进而得出Mg²⁺消耗NaOH溶液的体积，从而计算Mg的质量。

方法2：Al³⁺沉淀再溶解时消耗NaOH溶液的体积关系（3∶1），可直接得到Mg²⁺消耗NaOH溶液的体积为： (V₂－V₁)－3(V₃－V₂)，从而计算Mg的质量。

（3）7.28 L （过程1分，结果1分，共2分）

方法1：由的物质的量分别计算放出H₂体积，加和即可。

方法2：消耗NaOH溶液的体积为V₂时，溶液的溶质为Na₂SO₄，从而可求出消耗H₂SO₄的总量；总H₂SO₄量减去“被NaOH中和的硫酸”（可从V₁求得），就是与Mg、Al反应放H₂的硫酸，由H元素守恒可得氢气体积。

方法3：V₁→V₂消耗NaOH的物质的量，就是Mg(OH)₂、Al(OH)₃中OH^-的总量，也即Mg、Al失电子总量，其1/2就是H₂的物质的。

（4）0.5 mol/L（过程1分，结果1分，共2分）

方法1：硫酸总的物质的量=被NaOH中和的硫酸+与Mg、Al反应的硫酸，从而求解。

方法2：消耗NaOH溶液的体积为V₂时，溶液的溶质全为Na₂SO₄，从而可求出消耗H₂SO₄的总量，进而求解。