Question

向盛有a g镁铝合金的烧杯中加入c_l mol/L稀硫酸V₁L，合金完全溶解后，再加入c₂ mol/L的NaOH溶液V₂L，生成沉淀的质量恰好达到最大值bg．则下列关系式不正确的是（　　）

• A．2c₁V₁=c₂V₂
• B．反应产生氢气的质量m（H₂）=

  b-a

  17

  g
• C．b≤a+17c₂V₂
• D．合金中含镁的质量分数?（Mg）=(

  24b

  58a

  )×100%

Answer 1

分析：A、加入氢氧化钠溶液后，沉淀达到最大值，说明镁离子和铝离子都生成了沉淀，溶液中的溶质为硫酸钠，所以2n（Na⁺）=n（SO₄^2-），2c₁V₁=c₂V₂，
B、根据镁、铝与硫酸后再与氢氧化钠的化学方程式，可得到关系式：2Al～3H₂～2Al（OH）₃，Mg～H₂～Mg（OH）₂，n（H₂）=

1

2

n（OH^-），产生氢气的质量=

1

2

×

b-a

17

×2=

b-a

17

g；
C、沉淀质量=合金质量+合金离子结合氢氧根离子的质量，当硫酸与合金恰好完全反应时，b=a+17c₂V₂，当硫酸有剩余时，b＜a+17c₂V₂；
D、假设镁的质量为xg，则铝的质量为（a-x）g，由关系式2Al～2Al（OH）₃，Mg～Mg（OH）₂，求出x，进而求出镁的质量分数．

解答：解：镁铝合金中加入硫酸、再加入氢氧化钠溶液，发生化学反应：2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑，Al₂（SO₄）₃+3NaOH═2Al（OH）₃+Na₂SO₄，若硫酸过量，加入氢氧化钠后，首先发生反应H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+H₂O．
A、加入氢氧化钠溶液后，沉淀达到最大值，说明镁离子和铝离子都生成了沉淀，溶液中的溶质为硫酸钠，所以2n（Na⁺）=n（SO₄^2-），根据原子守恒n（Na⁺）=n（NaOH）=c₂V₂，n（SO₄^2-）=n（H₂SO₄）=c₁V₁，所以2c₁V₁=c₂V₂，故A正确．
B、根据镁、铝与硫酸后再与氢氧化钠的化学方程式，可得到关系式：2Al～3H₂～2Al（OH）₃，Mg～H₂～Mg（OH）₂，
n（H₂）=

1

2

n（OH^-），n（OH^-）=

b-a

17

mol，产生氢气的质量=

1

2

×

b-a

17

×2=

b-a

17

g；故B正确；
C、因为沉淀质量=合金质量+合金离子结合氢氧根离子的质量，当硫酸与合金恰好完全反应时，氢氧化钠完全与铝离子和镁离子反应，合金离子结合氢氧根离子的质量=17c₂V₂g，当硫酸有剩余时，合金离子结合氢氧根离子的质量＜17c₂V₂；所以b≤a+17c₂V₂；故C正确．
D、假设镁的质量为xg，则铝的质量为（a-x）g，
由关系式Al～Al（OH）₃，Mg～Mg（OH）₂，
        27     78      24     58
        a-x            x
可知氢氧化铝的质量=

78×(a-x)

27

g
氢氧化镁的质量=

58x

24

g，
有沉淀总质量为bg，所以

78×(a-x)

27

+

58x

24

=b，解之得：x=

104a-36b

17

g
所以合金中镁的质量分数=

104a-36b

17a

×100%，故D错误．
故选D．

点评：本题考查镁、铝的性质，要理解当沉淀量最多时溶液的组成及根据原子守恒和电子守恒来解决问题．