Question

13．将一定质量的镁铝合金投入100mL一定浓度的盐酸中，合金完全溶解．向所得溶液中滴加浓度为0.5 mol/L的NaOH溶液，生成的沉淀质量跟加入的NaOH溶液的体积关系如图．（横坐标体积单位是mL，纵坐标质量单位是g）求：（1）合金中Mg，Al的质量；
（2）所用HCl的物质的量浓度．

Answer 1

分析 （1）由图可知，从加入氢氧化钠溶液就开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为140mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，该阶段消耗氢氧化钠140mL，由氢氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=0.14L×0.5mol/L=0.07mol；从加入氢氧化钠溶液140mL～160mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，所以n[Al（OH）₃]=（0.16L-0.14L）×0.5mol/L=0.01mol，代入上式计算n[Mg（OH）₂]，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]，再利用m=nM计算Mg、Al的质量；
（2）加入氢氧化钠溶液为140mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液，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=$\frac{n}{V}$计算盐酸的物质的量浓度．

解答 解：（1）由图可知，从加入氢氧化钠溶液就开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为140mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，该阶段消耗氢氧化钠140mL，由氢氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=0.14L×0.5mol/L=0.07mol；从加入氢氧化钠溶液140mL～160mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，所以n[Al（OH）₃]=（0.16L-0.14L）×0.5mol/L=0.01mol，则：3×0.01mol+2n[Mg（OH）₂]=0.07mol，解得：n[Mg（OH）₂]=0.02mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.02mol，所以Mg的质量为0.02mol×24g/mol=0.48g，
n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，Al的质量为：27g/mol×0.01mol=0.27g，
答：合金中Mg的质量为4.8g，Al的质量为0.27g．
（2）加入氢氧化钠溶液为140mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液，根据钠元素守恒此时溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.14L×0.5mol/L=0.07mol，根据氯元素守恒n（HCl）=0.07mol，
所以盐酸的物质的量浓度为：$\frac{0.07mol}{0.1L}$=0.7mol/L，
答：盐酸的物质的量浓度为0.7mol/L．

点评 本题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，试题培养了学生的化学计算能力．