Question

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5mol/L的NaOH溶液，生成的沉淀跟加入的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的质量；
②所用HCl的物质的量浓度；
③加180mL的NaOH溶液时，求溶液中各溶质成分的浓度．（溶液混合后，引起液体体积的变化忽略不计）

Answer 1

考点：离子方程式的有关计算,有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：①由图可知，从加入20m氢氧化钠溶液L开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，再加氢氧化钠，氢氧化铝溶解，所以最后的11.6g沉淀就是氢氧化镁，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]，再利用m=nM计算Mg的质量；
②加入氢氧化钠溶液为160mL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），再计算盐酸的物质的量浓度；
③加180mL的NaOH溶液时，溶液中的溶质为NaCl和NaAlO₂，利用Al原子守恒计算，再由n（Na⁺）=n（NaCl）+n（NaAlO₂）求出NaCl的物质的量和浓度．

解答： 解：①由图可知，从加入20m氢氧化钠溶液L开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，再加氢氧化钠，氢氧化铝溶解，所以最后的11.6g沉淀就是氢氧化镁，即n[Mg（OH）₂]=0.2mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.2mol，所以Mg的质量为0.2mol×24g/mol=4.8g，
答：合金中Mg的质量为4.8g；
②加入氢氧化钠溶液为160mL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）=0.16L×5mol/L=0.8mol，根据氯元素守恒n（HCl）=0.8mol，故盐酸的物质的量浓度为

0.8mol

0.1L

=8mol/L．
答：盐酸的物质的量浓度为8mol/L；
③氢氧化铝沉淀的质量为19.4-11.6=7.8g，则n[Al（OH）₃]=0.1mol，所以n（NaAlO₂）=0.1mol，则c（NaAlO₂）=

n

V

=

0.1mol

0.28L

=0.357mol/L，
n（Na⁺）=n（NaCl）+n（NaAlO₂）=n（NaOH）=0.18L×5mol/L=0.9mol，则n（NaCl）=0.9-0.1=0.8mol，所以c（NaCl）=

n

V

=

0.8mol

0.28L

=2.86mol/L；
答：加180mL的NaOH溶液时，溶液中NaAlO₂的物质的量浓度为：0.357mol/L，NaCl的物质的量浓度为：2.86mol/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．