Question

7．向mg镁铝混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体bL，向反应后的溶液中加入cmol/L的氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng．再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg．回答下列问题：
（1）c==$\frac{1000b}{11.2V}$mol/L（用b、V表示）．
（2）p=m+$\frac{cV}{125}$g（用m、V、c表示）
（3）n=m+$\frac{17Vc}{1000}$g（用m、V、c表示）．
（4）p的取值范围为：$\frac{5}{3}$m＜p＜$\frac{17}{9}$mol（用m表示）．

Answer 1

分析 反应化学方程式为：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；MgSO₄+2KOH=Mg（OH）₂↓+K₂SO₄；Al₂（SO₄）₃+6KOH=2Al（OH）₃↓+3K₂SO₄；Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，
（1）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算氢气的物质的量，根据电荷守恒，氢氧化镁、氢氧化铝沉淀中含有n（OH^-）等于金属提供的电子的物质的量，等于生成氢气的获得的电子的物质的量，据此计算氢氧根离子的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算氢氧化钾的物质的量浓度；
（2）由Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O可知，沉淀灼烧生成氧化镁与氧化铝，二者质量等于金属质量与氧原子的质量之和，由方程式可知氧原子的物质的量等于氢氧根离子物质的量的一半，据此计算；
（3）沉淀为氢氧化镁、氢氧化铝，其质量等于金属的质量与含有的氢氧根离子的质量之和，根据n=cVM计算氢氧根离子的质量；
（4）按照极值方法计算，若mg全是镁，计算生成得到的氧化镁质量，若mg全是铝，计算得到的氧化铝的质量，实际固体的质量介于二者之间．

解答 解：（1）根据电荷守恒，氢氧化镁、氢氧化铝沉淀中含有n（OH^-），等于金属提供的电子的物质的量，等于生成氢气的获得的电子的物质的量，故生成的氢气的物质的量等于参加反应的碱的物质的量的一半，故$\frac{bL}{22.4L/mol}$×2=cmol/L×V×10^-3L，整理得c=$\frac{1000b}{11.2V}$mol/L，
故答案为：=$\frac{1000b}{11.2V}$；
（2）选项中p为生成的氧化物的质量，由Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O可知，氧化物的质量等于金属质量与氧原子的质量之和，由方程式可知氧原子的物质的量等于氢氧根离子物质的量的一半，故p=m+c×V×10^-3×$\frac{1}{2}$×16=m+$\frac{cV}{125}$g，
故答案为：m+$\frac{cV}{125}$；
（3）沉淀为氢氧化镁、氢氧化铝，其质量等于金属的质量与含有的氢氧根离子的质量之和，故n=m+c×V×10^-3×17=m+$\frac{17Vc}{1000}$，
故答案为：m+$\frac{17Vc}{1000}$，；
（4）得到的氧化物为氧化镁，根据元素守恒，则质量为P=$\frac{m}{24}$×40=$\frac{5m}{3}$，若mg全是铝，得到的氧化物为氧化铝，根据元素守恒，则质量为p=$\frac{m}{27}$×$\frac{1}{2}$×102=$\frac{17m}{9}$，质量介于二者之间，则p的取值范围为：$\frac{5}{3}$m＜p＜$\frac{17}{9}$mol，
故答案为：$\frac{5}{3}$m＜p＜$\frac{17}{9}$mol．

点评 本题综合考查镁铝元素单质及化合物的性质、混合物的有关计算，注意利用方程式与电子转移守恒寻找关系解答，题目计算量较大，且为无数据计算，题目难度较大．