Question

11．将一定质量的镁铝合金投入200mL一定浓度的盐酸中，合金完全溶解．向所得溶液中滴加浓度为5mol•L^-1的NaOH溶液，生成的沉淀跟加入NaOH溶液体积的关系如图．
（1）合金中镁和铝的质量比16：9．
（2）所用盐酸的物质的量浓度2mol/L．

Answer 1

分析 （1）由图可知，从加入10mL氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为80mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，该阶段消耗氢氧化钠70mL，由氢氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=（0.08L-0.01L）×5mol/L=0.35mol．从加入氢氧化钠溶液80mL～90mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，所以n[Al（OH）₃]=（0.09L-0.08L）×5mol/L=0.05mol，代入上式计算n[Mg（OH）₂]，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]，再利用m=nM计算Mg的质量．
（2）加入氢氧化钠溶液为80mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液，根据钠元素守恒此时溶液中n（NaCl）=n（NaOH），据此计算出n（HCl），再利用c=$\frac{n}{V}$计算盐酸的物质的量浓度．

解答 解：（1）由图可知，从加入10mL氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为80mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，该阶段消耗氢氧化钠70mL，由氢氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=（0.08L-0.01L）×5mol/L=0.35mol．从加入氢氧化钠溶液80mL～90mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，所以n[Al（OH）₃]=（0.09L-0.08L）×5mol/L=0.05mol，故3×0.05mol+2n[Mg（OH）₂]=0.35mol，解得n[Mg（OH）₂]=0.1mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.1mol，所以Mg的质量为：0.1mol×24g/mol=2.4g，铝的质量为：27g/mol×0.05mol=1.35g，
所以合金中镁和铝的质量比为：2.4g：1.35g=16：9，
故答案为：16：9；
②加入氢氧化钠溶液为80mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液，根据钠元素守恒此时溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.08L×5mol/L=0.4mol，根据氯元素守恒n（HCl）=0.4mol，故盐酸的物质的量浓度为：$\frac{0.4mol}{0.2L}$=2mol/L，
故答案为：2mol/L．

点评 本题考查镁铝化合物性质、混合物的计算，以图象题的形式考查，题目难度中等，分析图象各阶段的发生的反应是解题关键，再利用守恒计算，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．