Question

【题目】将一定质量的镁铝合金投入400 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。

计算：

（1）合金中Mg的质量为________g；

（2）硫酸的物质的量浓度为________ mol·L1；

（3）NaOH溶液的物质的量浓度为________ mol·L1；

（4）生成H2在标准状况下的体积为________L。

Answer 1

【答案】7.2 2.5 5 20.16

【解析】

由图象可知，从开始至加入NaOH溶液40mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余。当V（NaOH溶液）=400mL时，沉淀量最大，此时为氢氧化镁和氢氧化铝，二者物质的量之和为0.7mol，溶液中溶质为Na2SO4，从400mL开始，NaOH溶解氢氧化铝，结合反应的方程式、消耗氢氧化钠溶液的体积分析解答。

（1）根据图像可知从400mL～480mL氢氧化钠溶解氢氧化铝，最终剩余的沉淀是氢氧化镁，物质的量是0.3mol，根据镁原子守恒可知合金中Mg的质量为0.3mol×24g/mol＝7.2g；

（2）根据图像可知生成氢氧化铝的物质的量是0.7mol－0.3mol＝0.4mol，溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠是80mL，根据NaOH+Al（OH）3＝NaAlO2+2H2O可知消耗氢氧化钠是0.4mol，则氢氧化钠溶液的浓度是0.4mol÷0.08L＝5.0mol/L；沉淀量最大时为氢氧化镁和氢氧化铝，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n（NaOH）=2n（Na2SO4）=0.4L×5mol/L=2mol，所以n（Na2SO4）=1mol，因此硫酸的浓度为1mol÷0.4L=2.5mol/L；

（3）根据以上分析可知NaOH溶液的物质的量浓度为5.0 mol·L－1；

（4）根据以上分析可知n（Al）=0.4mol，n（Mg）=0.3mol，根据电子转移守恒可知2n（H2）=3n（Al）+2n（Mg）=3×0.4mol+2×0.3mol=1.8mol，所以n（H2）=0.9mol，生成H2在标准状况下的体积为0.9mol×22.4L/mol＝20.16L。