Question

4．将一定质量的镁铝合金投入200mL 一定浓度的盐酸中，合金完全溶解．
向所得溶液中滴加5.0mol．L^-1NaOH溶液，生成沉淀的质量跟加入NaOH溶液的体积的关系如图所示．（横坐标体积的单位是mL，纵坐标质量的单位是g）
（1）NaOH溶液0-40 mL区间所发生反应的离子方程式为：H⁺+OH^-=H₂O．
（2）NaOH溶液160-180mL区间所发生反应的离子方程式为：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O．
（3）NaOH溶液滴加到160mL时，溶液中的溶质组成为NaCl．
（4）合金中镁的质量为3.6g．
（5）所用盐酸的物质的量浓度为8 mol．L^-1．

Answer 1

分析 （1）NaOH溶液0-40 mL区间没有生成沉淀，说明盐酸有剩余，剩余的盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水；
（2）NaOH溶液160-180mL区间沉淀溶解，发生反应为氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水；
（3）从加入40m氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时沉淀为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，反应后溶质为氯化钠；
（4）根据图象可知，16.5g沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁的混合物，7.8g为氢氧化镁，根据n=$\frac{m}{M}$计算出氢氧化镁的物质的量，再根据质量守恒定律得出Mg的物质的量，最后根据m=nM计算出Mg的质量；
（5）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，从开始至加入NaOH溶液40mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余，此时发生的反应为：HCl+NaOH=NaCl+H₂O，离子方程式为H⁺+OH^-=H₂O，
故答案为：H⁺+OH^-=H₂O；
（2）NaOH溶液160-180mL区间沉淀部分溶解，发生反应为：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，其离子方程式为：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；
（3）根据图象曲线变化可知，加入40m氢氧化钠溶液开始产生沉淀，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，反应后溶质为NaCl，
故答案为：NaCl；
（4）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，根据图象可知，氢氧化铝和氢氧化镁的总质量为16.5g，
加入180mL氢氧化钠溶液时，剩余的8.5g沉淀为氢氧化镁，n[Mg（OH）₂]=$\frac{7.8g}{58g/mol}$=0.15mol
由元素守恒可知：n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.15mol，
所以Mg的质量为：0.15mol×24g/mol=3.6g，
故答案为：3.6；
（5）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NaCl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：$\frac{0.8mol}{0.1L}$=8mol/L，
答：盐酸的物质的量浓度为8mol/L．

点评 本题考查镁铝化合物性质、混合物的计算，题目难度中等，以图象题的形式考查，增加了试题难度，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．