Question

【题目】将一定质量的镁铝混合物投入200mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示．

（1）加入NaOH0～20mL 时发生反应离子方程式 ， 加入NaOH20～200mL 时发生反应离子方程式 ， 加入NaOH200～240mL 时发生反应离子方程式 ，
（2）镁和铝的总质量为g
（3）硫酸的物质的量浓度为mol/L
（4）生成的氢气在标准状况下的体积为L．

Answer 1

【答案】
（1）OH﹣+H+=H2O；Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2、Al3++3OH﹣=Al（OH）3；Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O
（2）9
（3）2.5
（4）10.08
【解析】解：（1.）由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，离子方程式为：OH﹣+H+=H2O；当V（NaOH溶液）=200mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）2和Al（OH）3 ， 发生反应为：Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2、Al3++3OH﹣=Al（OH）3；从200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）3 ， 反应的离子方程式为：Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O，
故答案为：OH﹣+H+=H2O；Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2、Al3++3OH﹣=Al（OH）3；Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O；
（2.）根据天下可知Mg（OH）2和Al（OH）3的物质的量之和为0.35mol，从200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）3 ， 当V（NaOH溶液）=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg（OH）2 ， 物质的量为0.15mol，所以沉淀量最大，Mg（OH）2为0.15mol，Al（OH）3为0.35mol﹣0.15mol=0.2mol，
由元素守恒可知n（Al）=n[Al（OH）3]=0.2mol，n（Mg）=n[Mg（OH）2]=0.15mol，
所以镁和铝的总质量为0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g，
故答案为：9；
（3.）沉淀量最大时为Mg（OH）2和Al（OH）3 ， 溶液中溶质为Na2SO4 ， 根据钠元素守恒可知此时n（Na2SO4）等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n（NaOH）的0.5倍，所以n（Na2SO4）=0.5×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的浓度为 =2.5mol/L，
故答案为：2.5；
（4.）根据以上分析，由元素守恒可知金属镁和铝物质的量分别为0.15mol和0.2mol，根据得失电子守恒氢气在标准状况下的体积为： ×22.4L=10.08L，
故答案：10.08．
（1.）由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；当V（NaOH溶液）=200mL时，沉淀量最大，此过程中镁离子、铝离子与氢氧根离子反应生成Mg（OH）2和Al（OH）3；从200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）3 ， 据此写出反应的离子方程式；
（2.）根据沉淀的最大量可知氢氧化镁和氢氧化铝的总物质的量、最小量，最小量为氢氧化镁，根据最大量可知氢氧化铝的物质的量，然后利用质量守恒计算出镁、铝的物质的量，再根据m=nM计算出混合金属的质量；
（3.）溶液中溶质为Na2SO4 ， 根据钠元素守恒可知此时n（Na2SO4）等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n（NaOH）的0.5倍，据此计算硫酸的物质的量，进而计算浓度大小；
（4.）根据以上分析，由元素守恒可知金属镁和铝物质的量分别为0.15mol和0.2mol，又硫酸过量所以镁铝全部反应，根据得失电子守恒进行计算．