Question

为了测定某镁铝合金的成分，取14.7g合金完全溶于500mL 3mol/L的硫酸中，再加入400mL 8mol/L的氢氧化钠溶液充分反应，最后只产生一种沉淀．则关于该合金的测定过程的描述正确的是（　　）

• A、合金中镁的质量分数为63.3%≤Mg%＜100%
• B、该合金中含有铝的质量至少为5.4g
• C、在产生沉淀后的溶液中一定含有0.2mol NaAlO₂
• D、在产生沉淀后的溶液中有1.5mol Na₂SO₄

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物,有关混合物反应的计算

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：14.7g镁铝合金完全溶于500mL 3mol/L的硫酸中，再加入400mL 8mol/L的氢氧化钠溶液反应，溶液iliang中的镁、铝离子会沉淀成氢氧化镁和氢氧化铝，质量先增加，后氢氧化铝沉淀溶解，沉淀的质量减少；当镁铝离子恰好沉淀成氢氧化镁和氢氧化铝时，溶液中只含有Na₂SO₄，此时n（Na⁺）=2n（SO₄^2-），则有n（NaOH）=2n（H₂SO₄），即当生成的沉淀量最大时：n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=2×3mol/L×0.5L=3mol，当加入400mL 8mol/L的氢氧化钠溶液充分反应只产生一种沉淀，证明氢氧化铝已经和氢氧化钠完全反应，氢氧化钠总量为：0.4L×8mol/L=3.2mol，溶解氢氧化铝所用氢氧化钠为：3.2mol-3mol=0.2mol
 即氢氧化铝的最大量为0.2mol，由原子守恒知：n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.2mol，m（Al）=0.2mol×27g/mol=5.4g，m（Mg）=14.7g-m（Al）=14.7-5.4g=9.3g．

解答： 解：14.7g镁铝合金完全溶于500mL 3mol/L的硫酸中，再加入400mL 8mol/L的氢氧化钠溶液反应，溶液中的沉淀先增加，后减少，当镁铝离子恰好沉淀成氢氧化镁和氢氧化铝时，溶液中只含有Na₂SO₄，此时n（Na⁺）=2n（SO₄^2-），因为：n（Na⁺）=n（NaOH），n（SO₄^2-）=n（H₂SO₄），则有n（NaOH）=2n（H₂SO₄），即当生成的沉淀量最大时：n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=2×3mol/L×0.5L=3mol，当加入400mL 8mol/L的氢氧化钠溶液充分反应只产生一种沉淀，证明氢氧化铝已经和氢氧化钠完全反应，氢氧化钠总量为：0.4L×8mol/L=3.2mol，溶解氢氧化铝所用氢氧化钠为：3.2mol-3mol=0.2mol
 NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，
1mol     1mol
0.2mol  0.2mol
即氢氧化铝的最大量为0.2mol，由原子守恒知：n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.2mol，m（Al）=0.2mol×27g/mol=5.4g，m（Mg）=14.7g-m（Al）=14.7-5.4g=9.3g；
A．由上分析知：该合金中铝的质量最少为5.4g，镁的质量应该在9.3g～14.7g之间（包括9.3g），

9.3g

14.7g

×100%≤Mg%＜

14.7g

14.7g

×100%，即63.3%≤Mg%＜100%，故A正确；
B．由上分析知：该合金中含有铝的质量至多为5.4g，故B错误；
C．由上分析知：该合金中含有铝的质量至多为0.2mol，在产生沉淀后的溶液中最多会含有0.2mol NaAlO₂，故C错误；
D．在产生沉淀后的溶液中有Na₂SO和NaAlO₂，由硫原子守恒知：n（Na₂SO）=n（H₂SO₄）=3mol/L×0.5L=1.5mol，故D正确；
故选AD．

点评：本题考查混合物的有关计算，清楚发生的反应，是解题的关键，利用守恒进行使计算简单，也是解题的关键．