Question

14．某學(xué)生課外興趣小組為了測定鎂鋁合金中鋁的含量，進(jìn)行了如下實驗．將合金3.0克投入到足量的100mL 1.5mol•L^-1的燒堿溶液中，充分反應(yīng)后分離出未反應(yīng)的鎂，然后在溶液中滴加1.0mol•L^-1的鹽酸，加入鹽酸的體積與得到沉淀的數(shù)據(jù)如表：

實驗次數(shù)	加入鹽酸的體積	沉淀質(zhì)量
1	60mL	0
2	80mL	0.78g
3	180mL	5.46g

（1）開始沉淀時加入的鹽酸體積必須大于70 mL；若得到沉淀的量最大時，加入的鹽酸體積為150mL．
（2）合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%．

Answer 1

分析 （1）開始沉淀時加入鹽酸的體積必須大于中和過量燒堿消耗的鹽酸的體積；加入的鹽酸先中和過量燒堿，然后與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，當(dāng)與偏鋁酸鈉反應(yīng)的鹽酸和與鋁反應(yīng)消耗的燒堿的物質(zhì)的量相等時沉淀最大，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，前60ml鹽酸是中和過量的氫氧化鈉的．0.78g沉淀是0.01mol，所以根據(jù)方程式H⁺+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓可知需要鹽酸是0.01mol，其體積是10ml，得到開始沉淀時加入的鹽酸體積，當(dāng)沉淀最大時，溶液中氯元素守恒計算；
（2）生成的氫氧化鋁是（0.15L-0.07L）×1.0mol/L=0.08mol，則鋁的質(zhì)量是0.08mol×27g/mol=2.16g，計算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

解答 解：（1）根據(jù)實驗次數(shù)2中數(shù)據(jù)計算，加入鹽酸中氫離子的物質(zhì)的量為1.0mol/L×0.08L=0.08mol，生成0.78g氫氧化鋁的物質(zhì)的量為0.01mol，由AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓可知，消耗氫離子0.01mol，則其余的0.07mol氫離子用于中和0.07mol的過量氫氧化鈉，因此剛開始生成沉淀時加入的鹽酸的體積必須大于70ml，根據(jù)實驗次數(shù)2中數(shù)據(jù)計算，加入鹽酸中氫離子的物質(zhì)的量為1.0mol/L×0.08L=0.08mol，生成0.78g氫氧化鋁的物質(zhì)的量為0.01mol，由AlO₂^-+H⁺+H₂O=
Al（OH）₃↓可知，消耗氫離子0.01mol，則其余的0.07mol氫離子用于中和0.07mol的過量氫氧化鈉，因此剛開始生成沉淀時加入的鹽酸的體積必須大于70ml；與合金中鋁反應(yīng)的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.1L×1.5mol/L-0.07mol=0.08mol，當(dāng)與偏鋁酸鈉反應(yīng)的鹽酸和與鋁反應(yīng)消耗的燒堿的物質(zhì)的量相等時沉淀最大，因此若得到沉淀的量最大時，加入的鹽酸的體積為70ml+80ml=150ml，
故答案為：70，150；
（2）生成的氫氧化鋁是（0.15L-0.07L）×1.0mol/L=0.08mol，則鋁的質(zhì)量是0.08mol×27g/mol=2.16g，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{2.16}{3.0}×100%=72%$，
故答案為：72%．

點評 本題考查了Al及其重要化合物的性質(zhì)、計算，難度中等，把握加入的鹽酸先中和過量燒堿，然后與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，當(dāng)與偏鋁酸鈉反應(yīng)的鹽酸和與鋁反應(yīng)消耗的燒堿的物質(zhì)的量相等時沉淀最大是解題的關(guān)鍵．