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将一定质量的镁、铝合金,投入100mL一定浓度的盐酸中,合金完全溶解.向所得溶液中滴加5mol/L NaOH溶液,生成的沉淀质量与加入NaOH溶液体积如图所示,由图中数据分析计算:

①原合金中镁的质量为
4.8
4.8
g
②铝的质量为
2.7
2.7
g
③盐酸的物质的量浓度为
8
8
mol/L.
分析:由图可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余,此时发生的反应为:HCl+NaOH=NaCl+H2O.
继续滴加NaOH溶液,到氢氧化钠溶液为160mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,溶液为氯化钠溶液.再继续滴加NaOH溶液,氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O.
①由图可知,从加入20m氢氧化钠溶液L开始产生沉淀,加入氢氧化钠溶液为160mL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140mL,由氢氧根守恒可知3n[Al(OH)3]+2n[Mg(OH)2]=n(NaOH)=(0.16L-0.02L)×5mol/L=0.7mol.从加入氢氧化钠溶液160mL~180mL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]=(0.18L-0.16L)×5mol/L=0.1mol,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;
②根据Al原子守恒有n(Al)=n[Al(OH)3],m=nM计算Al的质量;
③加入氢氧化钠溶液为160mL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=
n
V
计算盐酸的物质的量浓度.
解答:解:①由图可知,从加入20m氢氧化钠溶液L开始产生沉淀,加入氢氧化钠溶液为160mL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140mL,由氢氧根守恒可知3n[Al(OH)3]+2n[Mg(OH)2]=n(NaOH)=(0.16L-0.02L)×5mol/L=0.7mol.从加入氢氧化钠溶液160mL~180mL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]=(0.18L-0.16L)×5mol/L=0.1mol,故3×0.1mol+2n[Mg(OH)2]=0.7mol,解得n[Mg(OH)2]=0.2mol,由元素守恒可知n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.2mol,所以Mg的质量为0.2mol×24g/mol=4.8g,
故答案为:4.8g;
②由①计算可知,n(Al)=n[Al(OH)3]=(0.18L-0.16L)×5mol/L=0.1mol,故m(Al)=0.1mol×27g/mol=2.7g,
故答案为:2.7;
③加入氢氧化钠溶液为160mL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)=0.16L×5mol/L=0.8mol,根据氯元素守恒n(HCl)=0.8mol,故盐酸的物质的量浓度为
0.8mol
0.1L
=8mol/L,
故答案为:8.
点评: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.
练习册系列答案
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将一定质量的镁、铝合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸中,合金全部溶解,向所得溶液中滴加5mol?L-1NaOH溶液至过量,生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液的体积的关系如图,回答下列问题:
(1)写出Al与NaOH溶液反应的离子方程式:
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2

(2)计算原合金中镁、铝的质量(请写出具体的计算过程,计算结果保留一位小数)
m(Mg)=4.8g,m(Al)=2.7g
m(Mg)=4.8g,m(Al)=2.7g

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(1)原合金中Mg、Al质量各是多少?

(2)盐酸的物质的量浓度。

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求:(1)原合金中Mg、Al质量各是多少?

(2)盐酸的物质的量浓度。

图4-6

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  ⑴ 求原合金中镁、铝的质量?

    ⑵ 求盐酸的物质的量浓度?

 

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