Question

13．小明对废弃的易拉罐很有兴趣，为测定易拉罐中铝元素的质量分数，他剪取W克镁铝合金的易拉罐，先用过量稀硫酸溶解，然后再向溶液中滴加一定量的NaOH溶液得到Al（OH）₃沉淀，继续滴加NaOH溶液时Al（OH）₃被溶解[已知：Al（OH）₃与NaOH反应成NaAlO₂和H₂O]．而Mg（OH）₂不溶于NaOH溶液，沉淀质量与滴加NaOH溶液质量关系如图所示
（1）写出Al（OH）₃与NaOH反应的化学方程式Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
（2）在a点时，溶液中的溶质有哪些？MgSO₄、Al₂（SO₄）₃、Na₂SO₄（填化学式）；
（3）易拉罐中铝元素的质量分数为多少？（用字母表示，假定易拉罐只由镁和铝组成）

Answer 1

分析 镁、铝与稀硫酸反应生成硫酸镁、硫酸铝，合金全部溶解，向所得溶液中滴加 NaOH溶液，与过量的硫酸反应生成硫酸钠，此时溶液为硫酸镁、硫酸钠、硫酸铝的混合物，继续加入氢氧化钠到增大沉淀量，金属镁离子铝离子沉淀完全，再继续加入氢氧化钠至氢氧化铝全部溶解，再加入氢氧化钠沉淀量不变．

解答 解：（1）Al（OH）₃与NaOH反应成NaAlO₂和H₂O，化学方程式为：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
（2）在a点时，NaOH溶液恰好与过量稀硫酸反应，故此时溶液中的溶质除硫酸镁和硫酸铝外还有NaOH与稀硫酸反应生成的硫酸钠；
（3）有图象可知生成氢氧化镁的质量为M₂，
镁元素的质量：M₂×$\frac{24}{58}$×100%=$\frac{12}{29}$M₂，
故易拉罐中铝元素的质量分数：$\frac{W-\frac{12}{29}{m}_{2}}{W}×100%$=（100-$\frac{{1200m}_{2}}{29W}$）%
故答案为：（1）Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
（2）MgSO₄、Al₂（SO₄）₃、Na₂SO₄；
（3）（100-$\frac{{1200m}_{2}}{29W}$）%．

点评 本题考查混合物的计算，注意判断加入的NaOH溶液反应的过程，分析各过程的产物为解答该题的关键，同时考查了图象的分析应用．