Question

将某质量的镁铝合金溶解在500mL盐酸中，向反应后的溶液中逐滴加入2mol/L NaOH溶液，产生沉淀质量与碱溶液体积的关系如图所示．求：
（1）盐酸的物质的量浓度（假设反应后溶液体积不变）．
（2）合金中镁和铝的质量．

Answer 1

分析：由图象可知，当加入NaOH700mL时，沉淀为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液溶质为NaCl，以此计算盐酸的物质的量浓度；加入NaOH溶液100mL～700mL时，发生Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，加入NaOH800mL时，发生Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗NaOH100mL，此时n（NaOH）=0.1L×2mol/L=0.2mol，以此可计算Al³⁺的物质的量，根据结合反应的离子方程式计算镁和铝的质量．

解答：解：（1）由图象可知，当加入NaOH700mL时，沉淀为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液溶质为NaCl，则n（NaCl）=n（NaOH）=0.7L×2moL/L=1.4mol，
则c（HCl）=

1.4mol

0.5L

=2.8mol/L，
答：盐酸的物质的量浓度为2.8 mol/L；
（2）加入NaOH800mL时，发生Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗NaOH100mL，此时n（NaOH）=0.1L×2mol/L=0.2mol，
则n（Al³⁺）=n（Al（OH）₃）=0.2mol，
加入NaOH溶液100mL～700mL时，发生Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，
可知n（Mg²⁺）×2+n（Al³⁺）×3=0.6L×2mol/L=1.2mol，
n（Mg²⁺）=0.3mol，
所以m（Mg）=0.3mol×24g/mol=7.2g，m（Al）=0.2mol×27g/mol=5.4g．
答：合金中镁和铝的质量分别为m（Mg）=7.2g，m（Al）=5.4g．

点评：本题以图象题的形式考查镁铝化合物性质、混合物的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高频考点，题目难度中等，分析图象各阶段的发生的反应是解题关键，注意利用守恒思想进行计算．