Question

4．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/LNaOH溶液，产生沉淀质量与碱溶液体积的关系如图所示，请填写下列空白：
（1）溶解合金后过量的氯化氢物质的量为0.2mol．
（2）合金中铝的质量为5.4g．
（3）原来盐酸的物质的量浓度（假设反应后溶液体积不变）是2.8mol/L．

Answer 1

分析 由图象可知，OA段没有沉淀生成，说明发生反应：H⁺+OH^-=H₂O，根据n=cV可计算出与HCl反应的NaOH的物质的量，然后根据n（NaOH）=n（HCl）计算出溶解合金后过量的氯化氢物质的量；
AB段：加入NaOH溶液100mL～700mL时发生反应Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓；
BC段：加入NaOH 700～800mL时发生反应Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗NaOH溶液100mL，消耗的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铝的质量；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．

解答 解：AB段：加入NaOH溶液100mL～700mL时发生反应Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓；BC段：加入NaOH 800mL时发生反应Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗NaOH溶液100mL，
（1）由图象可知，OA段没有沉淀生成，说明发生反应：H⁺+OH^-=H₂O，与HCl反应的NaOH的物质的量为：2mol/L×0.1L=0.2mol，根据n（NaOH）=n（HCl）计算出溶解合金后过量的氯化氢物质的量为0.2mol，
故答案为：0.2mol；
（2）加入800mL溶液时，发生反应：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗了100mLNaOH溶液，则：n（NaAlO₂）=n（NaOH）=0.1L×2mol/L=0.2mol，
根据质量守恒可知：n（Al³⁺）=n（Al（OH）₃）=0.2mol，
所以合金中铝的质量为：m（Al）=0.2mol×27g/mol=5.4g；
故答案为：5.4g；
（3）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，
则原来盐酸的物质的量浓度为：c（HCl）=$\frac{1.4mol}{0.5L}$=2.8mol/L，
故答案为：2.8mol/L．

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．