Question

4．合金在生产生活中的应用日趋广泛．
（1）镁合金被用于制造笔记本电脑外壳、竞赛自行车车架等，是由于镁合金具有硬度大、密度小、散热性好、抗震性好等优异性能．
（2）测定某镁铝合金中镁的质量分数．
称取一定质量的样品放入NaOH溶液中，发生反应的离子方程式是2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
另称取一定质量的样品放入500mL稀硫酸中，固体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加入NaOH溶液的体积关系如图2所示（生成沉淀阶段的图象斜率视为恒定）．则合金中Al的质量为5.4g，NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L． 
（3）有一种镁铝合金（Mg₁₇Al₁₂）是贮氢材料，该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg₁₇Al₁₂+17H₂═17MgH₂+12Al．得到的混合物在6.0mol/L的盐酸中能完全释放出H₂．1mol Mg₁₇Al₁₂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52mol．（要求列出计算过程）
（4）铝电池性能优越，Al-空气燃料电池通常以NaCl溶液或KOH溶液为电解质溶液，通入空气的电极为正极，以多孔石墨为正极材料．若以NaCl溶液为电解质溶液，正极的反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；若以KOH溶液为电解质溶液，电池总反应为4Al+3O₂+4KOH=4KAlO₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）镁合金具有硬度大、密度小、散热性好、抗震性好等优点；
（2）Al与NaOH溶液反应，而Mg不能，由图可知，200mL～240mL发生Al（0H）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，生成0.15molMg（OH）₂和（0.35mol-0.15mol）Al（0H）₃，结合原子守恒及反应计算；
（3）Mg₁₇Al₁₂+17H₂=17MgH₂+12Al，得到的混合物在6.0mol/LHCl溶液中能完全释放出H₂，则Mg₁₇Al₁₂+70HCl=17MgCl₂+12AlCl₃+35H₂↑，以此计算；
（4）Al-空气燃料电池以NaCl溶液为电解质溶液，正极上氧气得到电子；以KOH溶液为电解质溶液，电池反应为Al、氧气、KOH反应生成偏铝酸钾和水．

解答 解：（1）镁合金具有硬度大、密度小、散热性好、抗震性好等优点，
故答案为：硬度大、密度小、散热性好、抗震性好；
（2）Al与NaOH溶液反应，而Mg不能，则合金溶于NaOH溶液发生的离子反应为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，由图可知，生成0.15molMg（OH）₂和（0.35mol-0.15mol）Al（0H）₃，由Al原子守恒可知，n（Al）=0.2mol，其质量为0.2mol×27g/mol=5.4g，由200mL～240mL发生Al（0H）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗n（NaOH）=0.2mol，所以c（NaOH）=$\frac{0.2mol}{0.04L}$=5mol/L，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；5.4；5；
（3）由Mg₁₇Al₁₂+17H₂=17MgH₂+12Al，得到的混合物在6.0mol/LHCl溶液中能完全释放出H₂，则Mg₁₇Al₁₂+70HCl=17MgCl₂+12AlCl₃+35H₂↑，
所以1mol Mg₁₇A1₁₂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35mol+17mol=52mol，
故答案为：52mol；
（4）Al-空气燃料电池以NaCl溶液为电解质溶液，正极上氧气得到电子，正极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；以KOH溶液为电解质溶液，电池反应为Al、氧气、KOH反应生成偏铝酸钾和水，该电池反应为4Al+3O₂+4KOH=4KAlO₂+2H₂O，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；4Al+3O₂+4KOH=4KAlO₂+2H₂O．

点评 本题考查较综合，涉及Al的化学性质、反应方程式及图象的计算及电化学，③为解答的易错点，注重高考高频考点的考查，较好的体现学生双基和计算能力、图象分析能力，题目难度中等．