题目内容

【题目】由于镁合金具有硬度大、密度小、散热性好、抗震性好等优异性能它被用于制笔记本电脑外壳、竞赛自行车车架等。现称取一定质量的镁铝合金样品放入500 mL稀硫酸中,固体全部溶解并放出气体。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加入NaOH溶液的体积关系如下图所示。

(1)合金中Al的质量为__________________。

(2)NaOH溶液的物质的量浓度为__________________。

(3)稀硫酸的物质的量浓度为__________________。

【答案】5.4g 4.0 mol/L 0.8 mol/L

【解析】

(1)根据图象可知,0~25 mL发生酸碱中和,25~200 mL发生离子与碱生成沉淀的反应,200~240mL发生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,200 mL时生成沉淀最多,溶液中的溶质为硫酸钠,由图象可知,氢氧化镁的物质的量为0.15 mol,溶解的氢氧化铝的物质的量为:0.35 mol-0.15 mol=0.2 mol,根据铝原子守恒可得Al的质量;

(2)根据反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O可求得氢氧化钠的物质的量浓度;

(3)溶液最后的溶质为硫酸钠,根据元素守恒可知,n(H2SO4) = n(SO42-) = n(Na+)/2 = n(NaOH)/2,据此分析作答。

(1)镁铝合金样品放入500 mL稀硫酸中,固体全部溶解生成镁离子、铝离子,向此溶液中加入NaOH溶液,从生成沉淀图象分析可知,氢氧化钠体积从0-25 mL时没有沉淀生成,说明原溶液中存在氢离子即硫酸过量,200-250 mL段沉淀部分消失,发生的反应是:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,由铝元素守恒得:n(Al) = n[Al(OH)3] = (0.35-0.15) mol = 0.2 mol,m(Al)= 0.2mol ×27g/mol = 5.4 g,

故答案:5.4 g;

(2)n(Al) = n[Al(OH)3] = n(OH-) = n(NaOH) = (250-200) mL×10-3×c(NaOH) = 0.2mol,c(NaOH)= 4.0 mol/L;

(3)在200 mL时,沉淀是氢氧化镁和氢氧化铝,溶质为硫酸钠,此时V(NaOH)=200 mL,n(NaOH)=0.2 L×4.0 mol/L=0.8 mol,则n(H2SO4) = n(SO42-) = n(Na+)/2= n(NaOH)/2 = 0.4 mol,c(H2SO4)= 0.4 mol/0.5 L=0.8 mol/L。

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