Question

将1mol 含镁物质的量分数为a的镁铝合金溶于含有b mol HNO₃的稀溶液中，刚好完全反应，NO为唯一还原产物．向所得溶液中逐滴加入NaOH溶液至沉淀不再减少为止，将所得沉淀过滤、洗净、灼烧至恒重，所得固体质量与原合金质量相等．下列说法中正确的是（ ）
①合金含镁质量分数为60%；                ②反应中放出气体体积在标准状况下为（1-）×22.4L；
③反应过程中最大沉淀质量为（78-20a）g；  ④反应中共消耗NaOH[b-（1-）]mol．
A．①②③
B．①②④
C．①③④
D．②③④

Answer 1

【答案】分析：镁铝合金溶于含有b mol HNO₃的稀溶液中，刚好完全反应，溶液中溶质为硝酸镁、硝酸铝，向所得溶液中逐滴加入NaOH溶液至沉淀不再减少为止，将所得沉淀过滤、洗净、灼烧至恒重，所得固体质量为氧化镁，氧化镁与原合金质量相等，则氧化镁中氧元素的质量等于合金中铝的质量．
①合金含镁质量分数为氧化镁中Mg的质量分数，根据氧化镁的化学式计算Mg的质量分数．
②合金中Mg含有amolMg，（1-a）molAl，根据电子转移计算NO的物质的量，进而计算NO的体积．
③反应过程中沉淀最大，金属Mg、Al恰好转化为氢氧化镁、氢氧化铝，根据元素守恒可知，n[Mg（OH）₂]=n（Mg）=amol，n[Al（OH）₃]=n（Al）=（1-a）mol，据此计算．
④反应后溶液加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与镁离子生成氢氧化镁沉淀，与铝离子生成偏铝酸根，即最后的溶液中溶质为硝酸钠与偏铝酸钠，根据氮元素守恒可知，溶液中硝酸钠为[b-（1-）]mol，根据铝元素守恒可知，溶液中偏铝酸钠为（1-a）mol．
解答：解：镁铝合金溶于含有b mol HNO₃的稀溶液中，刚好完全反应，溶液中溶质为硝酸镁、硝酸铝，向所得溶液中逐滴加入NaOH溶液至沉淀不再减少为止，将所得沉淀过滤、洗净、灼烧至恒重，所得固体质量为氧化镁，氧化镁与原合金质量相等，则氧化镁中氧元素的质量等于合金中铝的质量．
①合金含镁质量分数为氧化镁中Mg的质量分数为×100%=40%，故①正确；
②合金中Mg含有amolMg，（1-a）molAl，根据电子转移计算NO的物质的量为=（1-）mol，反应中放出NO的体积在标准状况下为（1-）×22.4L，故②正确；
③反应过程中沉淀最大，金属Mg、Al恰好转化为氢氧化镁、氢氧化铝，根据元素守恒可知，n[Mg（OH）₂]=n（Mg）=amol，n[Al（OH）₃]=n（Al）=（1-a）mol，所以沉淀的最大质量为amol×58g/mol+（1-a）mol×78g/mol=978-20a）g，故③正确；
④反应后溶液加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与镁离子生成氢氧化镁沉淀，与铝离子生成偏铝酸根，由反应方程式可知n（NaOH）=2n（Mg²⁺）+4n（Al³⁺）=2amol+4（1-a）mol=（4-2a）mol；最后的溶液中溶质为硝酸钠与偏铝酸钠，根据氮元素守恒可知，溶液中硝酸钠为[b-（1-）]mol，根据铝元素守恒可知，溶液中偏铝酸钠为（1-a）mol，所以氢氧化钠的可以表示为[b-（1-）]mol+（1-a）mol，故④错误．
所以①②③正确．
故选：A．
点评：考查混合物的计算、根据方程式的计算等，难度较大，理清反应过程、判断氧化镁中氧元素的质量等于合金中铝的质量是解题的关键，注意可以求出a、b的具体值．