Question

3．把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中，然后向其中滴入1mol•L^-1NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如图所示，回答下列问题，要求写出计算过程．
①盐酸的物质的量浓度0.5mol•L^-1．
②合金中镁的质量0.12g．

Answer 1

分析 ①加入氢氧化钠溶液为60mL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．
②由图可知，从加入10m氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为50mL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40mL，由氢氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=（0.05L-0.01L）×1mol/L=0.04mol．从加入氢氧化钠溶液50mL～60mL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]=（0.06L-0.05L）×1mol/L=0.01mol，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．

解答 解：①加入氢氧化钠溶液为50mL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）=0.05L×1mol/L=0.05mol，根据氯元素守恒n（HCl）=0.05mol，故盐酸的物质的量浓度为$\frac{0.05mol}{0.1L}$=0.5mol/L，
故答案为：0.5；
②由图可知，从加入10m氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为50mL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40mL，由氢氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=（0.05L-0.01L）×1mol/L=0.04mol．从加入氢氧化钠溶液50mL～60mL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]=（0.06L-0.05L）×1mol/L=0.01mol，故3×0.01mol+2n[Mg（OH）₂]=0.04mol，解得n[Mg（OH）₂]=0.005mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.005mol，故m（Mg）=0.005mol×24g•mol^-1=0.12g，
故答案为：0.12．

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，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．