Question

有三种质量比可能相同或不同的镁铝合金样品①、②、③。小明、小青、小红三同学各取一种样品，对合金中镁的质量分数进行下列实验探究。

（1）小明取样品①m₁ g和过量的氢氧化钠溶液反应，然后过滤；再往滤液中通入过量的二氧化碳气体，发生的反应为 [Al(OH)₄]^― ＋ CO₂＋ H₂O ═ Al(OH)₃↓ ＋ HCO₃^― 将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，得到固体质量仍为m₁ g。则合金中镁的质量分数为           。

（2）小青取样品②m₂ g和足量的稀硫酸反应，发现固体完全溶解，标准状况下得到气体体积为V L，则m₂的取值范围是                    。（2分）

（3）小红取不同质量的样品③分别和30mL同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体体积（标准状况下测定）如下表所示：

实验序号	a	b	c
合金质量（mg）	510	765	918
气体体积(mL)	560	672	672

求：(ⅰ)盐酸的物质的量浓度；

(ⅱ)合金中镁的质量分数；

(ⅲ)在c组实验后，还需向容器中加入1.0mol/L的氢氧化钠溶液多少毫升才能使剩余合金中的铝恰好完全溶解？

 

Answer 1

【答案】

 （1）47.06% （2）27V/33.6<m<24V/22.4（3）(ⅰ)2.0mol/L(ⅱ)47.06% (ⅲ)78mL

【解析】

试题分析：（1）m₁ g和过量的氢氧化钠溶液反应，然后过滤；再往滤液中通入过量的二氧化碳气体，发生的反应为 [Al(OH)₄]^― ＋ CO₂＋ H₂O ═ Al(OH)₃↓ ＋ HCO₃^― 将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，得到固体质量仍为m₁ g，该固体为氧化铝，所以镁的质量与该氧化铝中的氧元素的质量相等，故合金中镁的质量分数=16×3/（27×2+16×3）×100%=47.06% 

(2)

则  27V/33.6<m<24V/22.4

（3）(ⅰ)丙中盐酸反应完全，n(H₂)="0.672L/22.4" L?mol ^-1＝0.03mol

则c(HCl)=0.03mol×2/0.03L=2.0mol/L                      

(ⅱ)设合金中Mg、Al的物质的量分别为xmol，ymol， 则有：

                 

求得  x=y=0.01mol

则ω（Mg）＝[（0.01mol×24g·mol^-1）/0.510g]×100％="47.06%"

(ⅲ) 根据HCl ∽  NaCl和Al ∽  Na[Al(OH)₄] 可知

n(NaCl)="n(HCl)=" 2.0mol/L×0.030L=0.06mol

n(Na[Al(OH)₄]  )="n(Al)=" 0.01mol×918/510=0.018mol

根据Na⁺ 守恒得：n(NaOH)= 0.06mol+0.018mol=0.078mol

所以V(NaOH)=" 0.078mol/1.0" mol?L^-1=0.078L=78mL             

考点：镁铝及其化合物

点评：本题考查了镁铝及其化合物的相关计算，该计算题有一定的技巧性，本题综合性强，难度较大。