Question

8．将一定质量的镁和铝合金粉末溶解于50mL某浓度的盐酸中，等合金全部溶解后，再向其中加入某浓度的NaOH溶液，在此过程中，产生沉淀的质量与所需要消耗NaOH溶液的体积关系如图所示，试回答下列问题：
（1）a为32；
（2）b为33；
（3）原盐酸溶液的物质的量浓度为6.4mol/L；
（4）原合金中镁和铝的质量分别是m（Mg）=0.48g，m（Al）=0.27g．

Answer 1

分析 由图可知，从开始至加入NaOH溶液25mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后有剩余，此时发生的反应为：HCl+NaOH=NaCl+H₂O．继续滴加NaOH溶液，到沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，二者质量之和为1.94g，溶液为氯化钠溶液．再继续滴加NaOH溶液，沉淀量开始减小，沉淀量最小时为Mg（OH）₂，其质量为1.16g，故到沉淀量最大时Al（OH）₃的质量为1.94g-1.16g=0.78g，由此分析解答．

解答 解：由图可知，从开始至加入NaOH溶液25mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后有剩余，此时发生的反应为：HCl+NaOH=NaCl+H₂O．继续滴加NaOH溶液，到沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，二者质量之和为1.94g，溶液为氯化钠溶液．再继续滴加NaOH溶液，沉淀量开始减小，沉淀量最小时为Mg（OH）₂，其质量为1.16g，故到沉淀量最大时Al（OH）₃的质量为1.94g-1.16g=0.78g；
由元素守恒可知，n（Al）=n[Al（OH）₃]=$\frac{0.78g}{78g/mol}$=0.01mol，n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=$\frac{1.16g}{58g/mol}$=0.02mol，
（1）a为25+$\frac{0.02×2+0.01×3}{10}×1000$=32mL，故答案为：32；
（2）b为32+$\frac{0.01}{10}×100$0=33mL，故答案为：33；
（3）加入25mLNaOH溶液，恰好中和剩余的盐酸，此时溶液中溶质为AlCl₃、MgCl₂、NaCl，根据氯元素守恒有n（HCl）=3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂）+n（NaCl），根据钠元素守恒此时溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.025L×10mol/L=0.25mol，所以n（HCl）=3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂）+n（NaCl）=3×0.01mol+2×0.02mol+0.25mol=0.32mol，原盐酸的物质的量浓度为$\frac{0.32mol}{0.05L}$=6.4mol/L，故答案为：6.4mol/L；
（4）由元素守恒可知，n（Al）=n[Al（OH）₃]=$\frac{0.78g}{78g/mol}$=0.01mol，所以m（Al）=0.01mol×27g/mol=0.27g；
n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=$\frac{1.16g}{58g/mol}$=0.02mol，所以m（Mg）=0.02mol×24g/mol=0.48g，
故答案为：0.48g，0.27g．

点评 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．