Question

将7.8gMg、Al合金溶于一定物质的量浓度的HCl溶液400mL中，刚好完全反应，经检测合金和盐酸都无剩余，再向反应后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液后，生成沉淀，如果加入一定量的NaOH溶液后沉淀量最大时，溶液的总体积刚好为合金溶解时的体积的两倍，假设完全反应 （不考虑体积变化），求（写出计算过程）
（1）生成的沉淀的最大值是多少？
（2）原合金中Mg的质量百分含量（计算结果保留一位小数点）．

Answer 1

解：加入一定量的NaOH溶液后沉淀量最大时，溶液的总体积刚好为合金溶解时的体积的两倍，即所用NaOH溶液的体积为800ml-400ml=400ml=0.4L，所以n（NaOH）=0.4L×2mol/L=0.8mol，
（1）7.8gMg、Al合金最终得到的是Mg（OH）₂和Al（OH）₃沉淀，则沉淀的质量m（氢氧化物）=m（合金）+m（OH^-），根据转化关系式可知：n（OH^-）=n（NaOH）=0.4L×2mol/L=0.8mol，m（OH^-）=0.8mol×17g/mol=13.6g，所以沉淀的质量为m（氢氧化物）=m（合金）+m（OH^-）=7.8g+13.6g=21.4g，
答：生成的沉淀的最大值是21.4g．
（2）设7.8gMg、Al合金中Mg的物质的量为x，Al的物质的量为y，
利用二者质量之和有：24x+27y=7.8g
根据电荷守恒有；2x+3y=0.8
联立解得：x=0.1，y=0.2，
所以Mg的质量为0.1mol×24g/mol=2.4g，
质量分数为×100%=30.8%，
答：原合金中Mg的质量百分含量为30.8%．
分析：（1）加入一定量的NaOH溶液后沉淀量最大时，沉淀为氢氧化铝、氢氧化镁，m（沉淀）=m（合金）+m（OH^-）．溶液的总体积刚好为合金溶解时的体积的两倍，假设完全反应 （不考虑体积变化），所用NaOH溶液的体积为800ml-400ml=400ml=0.4L，根据n=cV计算n（OH^-），根据m=nM计算m（OH^-）；
（2）设7.8gMg、Al合金中Mg的物质的量为x，Al的物质的量为y，利用二者质量之和、电荷守恒列方程计算x、y的值，再根据m=nM计算Mg的质量，利用质量分数的定义计算．
点评：本题考查混合物的计算，题目难度中等，注意关系式法和守恒法在解答中的重要应用，即可快速解答此题．