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【题目】某镁铝合金MgxAly(其中x、y为整数)是贮氢材料,可在通入氩气的条件下,将一定化学计量比的Al、Mg单质在一定温度下熔炼制得.为测定该合金的成分,称取一定质量的样品放入600mL稀硫酸中,样品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NaOH溶液的体积关系如图所示.完成下列问题:

(1)熔炼制取镁铝合金(MgxAly)时通入氩气的目的是_____________。

(2)NaOH溶液的物质的量浓度为____________。

(3)该镁铝合金(MgxAly)的化学式为_____________。

(4)该合金在一定条件下吸氢的化学方程式为:MgxAly+xH2═xMgH2+yA1,得到的混合物在6.0mol·L-1HCl溶液中能完全释放出H2,1mol MgxAly完全吸氢后得到的混合物与上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为__________________。

(5)将该镁铝合金置于NaOH溶液可以构成原电池,写出负极发生的反应_____________________。

(6)如图甲为甲醇燃料电池,乙池为铝制品表面“钝化”装置,两极分别为铝制品和石墨.M电极的材料是_________________。

【答案】防止镁铝被空气氧化 6mol·L﹣1 Mg17Al12 52mol Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O Al

【解析】

(1)金属镁和铝容易被氧气氧化,进入氩气可以防止镁铝被氧化;

(2)根据图2加入136.7mL氢氧化钠溶液时恰好生成0.29mol氢氧化铝和氢氧化铝沉淀,加入156.7mL氢氧化钠溶液时,沉淀被溶解的为氢氧化铝,据此可以计算出氢氧化铝、氢氧化铝的物质的量,根据质量守恒可知镁铝的物质的量之比;

(3)根据氢氧化铝与氢氧化钠反应的方程式及氢氧化铝的物质的量、氢氧化钠的体积计算出氢氧化钠的浓度;

(4)释放出的H2包括Mg17Al12吸收的氢,还包括镁、铝和盐酸反应生成的氢气;

(5)镁铝合金置于NaOH溶液构成原电池,总反应为,Al失去电子发生氧化反应为负极;

(6)由装置图可知,b极通入气体后产生气体,c极通入气体后产生水,故b极通入为甲醇,c极通入的是氧气,原电池负极发生氧化反应,正极反应还原反应,所以b为正极,c为负极,M连接的为电源正极,则M为阳极,Al在阳极放电;

(1)熔炼制取镁铝合金(MgxAly)时通入氩气的目的是防止镁铝被空气中的氧气氧化,

故答案为:防止镁铝被空气氧化;

(2) 溶解0.12mol氢氧化铝消耗氢氧化钠的体积为:(156.7136.7)mL=20mL,根据反应方程式可知,氢氧化钠的物质的量浓度为:,

故答案为:6mol·L﹣1;

(3) 氢氧化镁和氢氧化铝总物质的量为:0.29mol,加入过量氢氧化钠溶液后,剩余的0.17mol沉淀为氢氧化镁,则氢氧化铝沉淀的物质的量为0.12mol,根据质量守恒定律可知,原合金中镁和铝的物质的量之比为:0.17mol:0.12mol=17:12,所以该镁铝合金(MgxAly)的化学式为:Mg17Al12,

故答案为:Mg17Al12;

(4)1mol Mg17Al12完全吸氢17mol,在盐酸中会全部释放出来,镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2,1mol Mg17Al12完全反应生成氢气的物质的量分别为地17mol、18mol,则生成氢气一共(17+17+18)mol=52mol,

故答案为:52mol;

(5)由于镁不与氢氧化钠溶液反应,所以负极为铝,电解质为氢氧化钠溶液的负极反应为:,

故答案为:;

(6)由装置图可知,b极通入气体后产生气体,c极通入气体后产生水,故b极通入为甲醇,c极通入的是氧气,原电池负极发生氧化反应,正极反应还原反应,所以b为正极,c为负极,M连接的为电源正极,则M为阳极,Al在阳极放电;

故答案为:Al。

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