Question

一定質(zhì)量的鎂、鋁混合物投到2mol?L^-1的鹽酸中，待金屬完全溶解后，向溶液中加入2mol?L^-1的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質(zhì)量與加入氫氧化鈉溶液的體積關(guān)系如圖所示．則：
（1））80～90ml對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）金屬鋁的質(zhì)量為

 

（3）鹽酸的體積是

 

ml．
（4）a的取值范圍是

 

．
（5）n（Mg）/n（Al）的最大值是

 

．

Answer 1

考點：離子方程式的有關(guān)計算,鎂、鋁的重要化合物,有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：

分析：0～a段沒有生成沉淀，說明鹽酸過量，加入的氫氧化鈉與氯化氫反應(yīng)；a～80段開始生成沉淀，加入80mL氫氧化鈉溶液后沉淀達到最大量，此時溶液中的溶質(zhì)為NaCl；80～90段氫氧化鋁開始溶解，溶解氫氧化鋁消耗了10mLNaOH，則氫氧化鋁沉淀的物質(zhì)的量為：2mol/L×0.01L=0.02mol；當加入90mLNaOH溶液后氫氧化鋁完全溶解，此時沉淀只有氫氧化鎂，
（1）80～90ml對應(yīng)反應(yīng)為氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（2）根據(jù)氫氧化鈉的體積在80至90mL段內(nèi)，所有的氫氧化鈉用于溶解氫氧化鋁，根據(jù)氫氧化鈉的量確定氫氧化鋁的量，根據(jù)原子守恒確定金屬鋁的量；
（3）加入80mL氫氧化鈉溶液時，溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)質(zhì)量守恒可以計算出氯化氫的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=

n

c

計算出鹽酸的體積；
（4）合金的組成可以采用極限假設(shè)法，當金屬全部是金屬鋁時剩余的酸最多，a的值最大來判斷a得取值范圍；
（5）根據(jù)圖象中消耗的氫氧化鈉的量確定合金中金屬鎂的最大量，進而確定該合金中兩元素物質(zhì)的量之比的最大值．

解答： 解：0～a段沒有生成沉淀，說明鹽酸過量，加入的氫氧化鈉與氯化氫反應(yīng)；a～80段開始生成沉淀，加入80mL氫氧化鈉溶液后沉淀達到最大量，此時溶液中的溶質(zhì)為NaCl；80～90段氫氧化鋁開始溶解，溶解氫氧化鋁消耗了10mLNaOH，則氫氧化鋁沉淀的物質(zhì)的量為：2mol/L×0.01L=0.02mol；當加入90mLNaOH溶液后氫氧化鋁完全溶解，此時沉淀只有氫氧化鎂，
（1）根據(jù)分析可知，80～90ml對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）從橫坐標80mL到90mL這段可以得出：n（Al（OH）₃）=0.02mol，則n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.02mol，原混合物中鋁的質(zhì)量為：27g/mol×0.02mol=0.54g，
故答案為：0.54；
（3）加入80mL氫氧化鈉溶液時，溶質(zhì)為NaCl，則：n（HCl）=n（NaOH）=2mol/L×0.08L=0.16mol，
鹽酸的體積為：

0.16mol

2mol/L

=0.08L=80mL，
故答案為：80；
（4）假設(shè)鹽酸溶解金屬后沒有剩余，此時酸恰好與合金反應(yīng)完全，即a=0，通過極值法，當合金中完全是鋁時，因為沉淀Al³⁺需要消耗NaOH溶液的體積為30mL，從圖可知，中和過量的酸所消耗的堿液體積最大為50mL，但是假設(shè)不成立，最大值是不存在的，所以的取值范圍為 0≤a＜50，
故答案為：0≤a＜50；  
（5）n（Al）=n（Al（OH）₃）=2mol?L^-1×0.01L=0.02mol，所以沉淀Al³⁺需要消耗的OH^-為0.06mol，即NaOH溶液的體積為30mL，鎂離子和鋁離子沉淀完全消耗的堿的體積為（80-a）mL，若假設(shè)鹽酸沒有剩余，所以沉淀Mg²⁺需要NaOH溶液的體積最大值為：80mL-30mL=50mL，
n （Mg）的最大值為：

2mol/L×0.05L

2

=0.05mol，所以該合金中鎂鋁兩元素物質(zhì)的量之比的最大值為：0.05mol：0.02mol=2.5，
故答案為：2.5．

點評：本題考查離子方程式的計算、鎂、鋁的化學(xué)性質(zhì)等知識，題目難度中等，明確發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)與圖象的對應(yīng)關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵，注意質(zhì)量守恒在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法．