Question

一定質(zhì)量的Mg、Al合金均分為兩等份，一份加入足量的4mol/L的NaOH溶液，充分反應(yīng)后，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H₂6.72L；另一份加入5mol/L的鹽酸200mL中，金屬完全溶解后，再向所得溶液中逐漸加入4mol/L NaOH溶液，當(dāng)加入50mL時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)沉淀．（要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）
試求：
（1）每一份合金中Al和Mg的質(zhì)量各多少克？
（2）需再加入多少體積該NaOH溶液時(shí)沉淀量達(dá)到最大？

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算,鎂的化學(xué)性質(zhì),鋁的化學(xué)性質(zhì)

專(zhuān)題：計(jì)算題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）根據(jù)n=

V

Vm

計(jì)算出標(biāo)況下6.72L氫氣的物質(zhì)的量，Mg、Al合金中進(jìn)入氫氧化鈉溶液，只有鋁與NaOH反應(yīng)生成氫氣，據(jù)此結(jié)合氫氣的量計(jì)算出每一份合金中鋁的物質(zhì)的量；再根據(jù)另一份合金中鎂和鋁消耗的鹽酸的總物質(zhì)的量、鋁消耗的鹽酸的物質(zhì)的量Al～HCl及反應(yīng)關(guān)系式計(jì)算出鎂的物質(zhì)的量，然后根據(jù)m=nM計(jì)算出每一份合金中含有鋁和鎂的質(zhì)量；
（2）當(dāng)鋁離子恰好生成氫氧化鋁沉淀時(shí)生成的沉淀質(zhì)量最大，根據(jù)質(zhì)量守恒計(jì)算出消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=

n

c

計(jì)算出需要消耗氫氧化鈉溶液的體積．

解答： 解：（1）標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L氫氣的物質(zhì)的量為：n（H₂）=

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式2Al～3H₂可知，生成0.3mol氫氣需要消耗金屬鋁的物質(zhì)的量為：0.3mol×

2

3

=0.2mol，即每一份合金中含有0.2molAl；
5mol/L的鹽酸200mL中含有氯化氫的物質(zhì)的量為：n（HCl）=5mol/L×0.2L=1mol，
向所得溶液中逐漸加入4mol/L NaOH溶液，當(dāng)加入50mL時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)沉淀，說(shuō)明金屬鎂和鋁與鹽酸反應(yīng)后剩余的氯化氫的物質(zhì)的量為：4mol/L×0.05L=0.2mol，
另一份合金中Mg、Al消耗的氯化氫的物質(zhì)的量為：1mol-0.2mol=0.8mol，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式Al～HCl可知鋁消耗的氯化氫為：0.2mol×3=0.6mol，則Mg消耗的氯化氫的物質(zhì)的量為：0.8mol-0.6mol=0.2mol，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式Mg～2HCl可知，每一份合金中含有Mg的物質(zhì)的量為：0.2mol×

1

2

=0.1mol，
每一份合金中含有Al的質(zhì)量為：m（Al）=27g/mol×0.2mol=5.4g，含有Mg的質(zhì)量為：m（Mg）=27g/mol×0.1mol=2.4g，
答：每一份合金中Al和Mg的質(zhì)量分別為5.4g、2.4g；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒，溶液中含有0.2mol鋁離子、0.1mol鎂離子，根據(jù)關(guān)系式2NaOH～Mg（OH）₂、3NaOH～Al（OH）₃可知，若使沉淀達(dá)到最大，需消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：n（NaOH）=0.2mol×3+0.1mol×2=0.8mol，
需要消耗4mol/L的氫氧化鈉溶液的體積為：

0.8mol

4mol/L

=0.2L=200mL，
答：需再加入200mL該NaOH溶液時(shí)沉淀量達(dá)到最大．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有關(guān)混合物的計(jì)算，題目難度中等，明確金屬鎂、鋁與氫氧化鈉溶液、鹽酸溶液的反應(yīng)原理為解答本題的關(guān)鍵，本題計(jì)算過(guò)程稍復(fù)雜，充分培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．