Question

將一定質(zhì)量的Mg和Al混合物投入400 mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關系如圖所示。

計算：

Mg和Al的總質(zhì)量為__________g;硫酸的物質(zhì)的量濃度為_________;生成的H2物質(zhì)的量為________

Answer 1

（1）18 g （2）2.5 mol/l （3） 0.9mol

【解析】

試題分析：由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液40mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時發(fā)生的反應為：H2SO4 +2NaOH = Na2SO4 +2H2O，當V（NaOH溶液）=400mL時，沉淀量最大，此時為Mg(OH)2 和Al(OH)3 ，二者物質(zhì)的量之和為0.7mol，溶液中溶質(zhì)為Na2SO4 ，根據(jù)鈉元素守恒可知此時n（Na2SO4 ）等于400mL氫氧化鈉溶液中含有的n（NaOH）的0.5倍．從400mL開始，NaOH溶解Al(OH)3 ，發(fā)生反應NaOH+Al(OH)3 = NaAlO2 +2H2O，當沉淀不再減少，此時全部為Mg(OH)2 ，物質(zhì)的量為0.3mol，所以沉淀量最大時，Mg(OH)2 為0.3mol，Al(OH)3 為0.7mol-0.3mol=0.4mol，所以該階段消耗n（NaOH）=n[Al(OH)3 ]=0.4mol，氫氧化鈉的濃度為0.4/(0.48-0.4) =5mol/L．

（1）由元素守恒可知n（Al）=n[Al(OH)3 ]=0.4mol，n（Mg）=n[Mg(OH)2 ]=0.3mol，Mg和Al的總質(zhì)量為0.4mol×27g/mol+0.3mol×24g/mol=18g;

（2）沉淀量最大，此時為Mg(OH)2 和Al(OH)3 ，溶液中溶質(zhì)為Na2SO4 ，根據(jù)鈉元素守恒可知此時n（NaOH） =2n（Na2SO4 ）=0.4L×5mol/L=2mol，所以n（Na2SO4 ）=1mol，所以硫酸的濃度為1/0.4=2.5mol/L，

（3）由（1）中可知n（Al）=0.4mol，n（Mg）=0.3mol，根據(jù)電子轉移守恒可知2n（H2）=3n（Al）+2n（Mg）=3×0.4mol+2×0.3mol=1.8mol，所以n（H2）=0.9mol，

答：生成的H2物質(zhì)的量為0.9mol。

考點：考查有關鎂鋁的化學計算。