Question

【题目】一定质量的镁、铝混合物投到2 mol·L－1的盐酸中，待金属完全溶解后，向溶液中加入2 mol·L－1的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示。则：

（1）80-90ml对应反应的离子方程式_____________；

（2）金属铝的质量为____________g；

（3）盐酸的体积是____________mL；

（4）a的取值范围是________________。

Answer 1

【答案】Al(OH)3+ OH－＝AlO2－+2H2O 0.54g 80mL 0＜a＜50

【解析】

0～a段没有生成沉淀，说明盐酸过量，加入的氢氧化钠与氯化氢反应；a～80段开始生成沉淀，加入80mL氢氧化钠溶液后沉淀达到最大量，此时溶液中的溶质为NaCl；80～90段氢氧化铝开始溶解，溶解氢氧化铝消耗了10mLNaOH，则氢氧化铝沉淀的物质的量为：2mol/L×0.01L=0.02mol；当加入90mLNaOH溶液后氢氧化铝完全溶解，此时沉淀只有氢氧化镁，
（1）80～90ml为氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；
（2）氢氧化钠的体积在80至90mL段内，所有的氢氧化钠用于溶解氢氧化铝，根据氢氧化钠的量确定氢氧化铝的量，根据原子守恒确定金属铝的量；
（3）加入80mL氢氧化钠溶液时，溶质为NaCl，根据质量守恒可以计算出氯化氢的物质的量，再根据V=计算出盐酸的体积；
（4）合金的组成可以采用极限假设法，当金属全部是金属铝时剩余的酸最多，a的值最大来判断a得取值范围。

（1）根据图可知，首先发生的反应是中和过量的酸：H++OH-＝H2O，然后是沉淀两种金属离子：Mg2++2OH-＝Mg（OH）2↓、Al3++3OH-＝Al（OH）3↓，最后是Al（OH）3的溶解：Al(OH)3+ OH－＝AlO2－+2H2O，即80～90ml对应反应的离子方程式为Al(OH)3+ OH－＝AlO2－+2H2O；

（2）从横坐标80mL到90mL这段可以求出n（Al（OH）3）＝n（OH－）＝2 mol·L－1×0.01L＝0.02mol，则n（Al）＝n（Al（OH）3）＝0.02mol，即为0.54g；

（3）镁、铝混合物投到盐酸中，生成氯化镁和氯化铝，并且从图上可知盐酸过量，当加入氢氧化钠溶液后，氢氧化钠先与过量的酸反应生成氯化钠，后氢氧化钠又与氯化镁和氯化铝反应生成氯化钠，当氢氧化钠溶液的体积为80mL时，盐酸中的氯离子都与钠离子结合成氯化钠，根据原子守恒可知，n（HCl）＝n（NaOH）＝2 mol·L－1×0.08L＝0.16mol，则盐酸的体积为V＝＝0.16mol÷2mol/L＝0.08L＝80mL；

（4）假设盐酸溶解金属后不剩，这种情况下，酸恰好与合金反应完全，即a＝，通过极值法，当合金中完全是铝时，因为沉淀Al3+需要NaOH溶液的体积为30mL，从图可知，中和过量的酸所消耗的碱液体积最大为50mL，但是假设不成立，最大值是不存在的，所以的取值范围为0＜a＜50。