Question

3．将3.9gMg、Al合金溶于一定物质的量浓度的HCl溶液400mL中，刚好完全反应，经检测合金和盐酸都无剩余，再向反应后的溶液中加入1mol/L的NaOH溶液后，生成沉淀，如果加入一定量的NaOH溶液后沉淀量最大时，溶液的总体积刚好为合金溶解时的体积的两倍，假设完全反应（不考虑体积变化），请求
（1）生成的沉淀的最大值是多少？
（2）原合金中Mg的质量百分含量（计算结果保留一位小数点）．

Answer 1

分析 （1）加入一定量的NaOH溶液后沉淀量最大时，溶液的总体积刚好为合金溶解时的体积的两倍，即所用NaOH溶液的体积为800ml-400ml=400ml=0.4L，
由Mg$\stackrel{2HCl}{→}$MgCl₂$\stackrel{2NaOH}{→}$Mg（OH）₂，Al$\stackrel{3HCl}{→}$AlCl₃$\stackrel{3NaoH}{→}$Al（OH）₃，根据关系式计算；
（2）设出合金中镁、铝的物质的量，分别根据合金质量、设出沉淀的质量列式计算．

解答 解：加入一定量的NaOH溶液后沉淀量最大时，溶液的总体积刚好为合金溶解时的体积的两倍，
即所用NaOH溶液的体积为800ml-400ml=400ml=0.4L，所以n（NaOH）=0.4L×1mol/L=0.4mol，
（1）根据Mg$\stackrel{2HCl}{→}$MgCl₂$\stackrel{2NaOH}{→}$Mg（OH）₂、Al$\stackrel{3HCl}{→}$AlCl₃$\stackrel{3NaoH}{→}$Al（OH）₃可知：3.9gMg、Al合金最终得到的是Mg（OH）₂和Al（OH）₃沉淀，
且满足：沉淀的质量m（氢氧化物）=m（合金）+m（OH^-），
根据转化关系式可知：n（OH^-）=n（NaOH）=0.4mol，则m（OH^-）=0.4mol×17g/mol=6.8g，
所以沉淀的质量为：m（氢氧化物）=m（合金）+m（OH^-）=3.9g+6.8g=10.7g，
答：生成的沉淀的最大值是10.7g；
（2）设3.9gMg、Al合金中Mg的物质的量为x，Al的物质的量为y，则：24x+27y=3.9、58x+78y=10.7，
解得：x=0.05mol、y=0.1mol，
即：镁、铝的物质的量分别为0.05mol、0.1mol，
所以Mg的质量为：0.05mol×24g/mol=1.2g，
原合金中Mg的质量百分含量为：$\frac{1.2g}{3.9g}$=30.8%，
答：原合金中Mg的质量百分含量为30.8%．

点评 本题考查混合物的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意关系式法和守恒法在解答中的重要应用，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．