Question

4．将3.9gMg、Al合金溶于一定物质的量浓度的HCl溶液400mL中，刚好完全反应，经检测合金和盐酸都无剩余，再向反应后的溶液中加入1mol/L的NaOH溶液后，生成沉淀，当加入400mL NaOH溶液时沉淀量恰好达到最大．请求
（1）所用盐酸的物质的量浓度为多少mol/L
（2）生成的沉淀的质量最大值是多少g？
（3）原合金中Mg的质量百分含量（计算结果保留一位小数点）．

Answer 1

分析 （1）加入一定量的NaOH溶液后沉淀量最大时，此时溶质为NaCl，根据质量守恒定律可知：n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH），据此计算出该盐酸溶液的浓度；
（2）设Mg的物质的量为xmol，Al的物质的量为ymol，根据合金的质量可得：24x+27y=3.9g，根据氯化铝、氯化镁的化学式与氯离子的关系可得：2x+3y=0.4，据此计算出镁和铝的物质的量，再计算出生成氢氧化镁和氢氧化铝的质量；
（3）合金中含有0.05mol Mg，根据m=nM计算出镁的质量，再计算出合金中含有镁的质量分数．

解答 解：（1）加入一定量的NaOH溶液后沉淀量最大时，此时溶质为NaCl，根据质量守恒定律可知：n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH）=1mol/L×0.4L=0.4mol，则该盐酸溶液的浓度为c（HCl）=$\frac{0.4mol}{0.4L}$=1mol/L，
答：所用盐酸的物质的量浓度为c（HCl）=1mol/L；
（2）设Mg的物质的量为xmol，Al的物质的量为ymol，
根据合金的质量可得：24x+27y=3.9g，
根据氯化铝、氯化镁的化学式与氯离子的关系可得：2x+3y=0.4，
联立解得：x=0.05、y=0.1，
反应生成了0.05mol氢氧化镁、0.1mol氢氧化铝，
则沉淀的质量最大为：58g/mol×0.05mol+78g/mol×0.1mol=10.7g，
答：生成沉淀的最大质量为10.7g；
（3）合金中含有0.05mol Mg，则合金中含有镁的质量分数为：$\frac{24g/mol×0.05mol}{3.9g}$×100%=30.8%，
答：原合金中Mg的质量百分含量为30.8%．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．