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).
【答案】
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.
解答: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%.
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.