题目内容

2．将一定质量的镁铝合金投入200mL一定浓度的盐酸中，合金恰好完全溶解．向所得溶液中逐滴加入浓度为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）回答下列问题：
（1）写出BC段发生的反应离子方程式：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
（2）求合金中Mg、Al的物质的量之比为多少？所用HCl的物质的量浓度为多少？

分析 （1）由图可知，从A到B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，再加氢氧化钠，氢氧化铝溶解；
（2）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×5mol/L=0.7mol；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）×5mol/L=0.1mol，代入上式计算n[Mg（OH）2]，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）2]，再求出Mg、Al的物质的量之比；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）．

解答 解：（1）由图可知，从A到B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，再加氢氧化钠，氢氧化铝溶解，则BC段反应的离子方程式为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
故答案为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（2）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×5mol/L=0.7mol；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）×5mol/L=0.1mol，则：3×0.1mol+2n[Mg（OH）2]=0.7mol，解得：n[Mg（OH）2]=0.2mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）2]=0.2mol，n（Al）=n[Al（OH）3]=0.1mol，n（Mg）：n（Al）=0.2mol：0.1mol=2：1；
沉淀量最大时，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$\frac{0.8mol}{0.2L}$=4mol/L．
答：Mg、Al的物质的量之比为2：1；盐酸的物质的量浓度为4mol/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．

练习册系列答案
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