Question

2．將一定質(zhì)量的鎂鋁合金投入200mL一定濃度的鹽酸中，合金恰好完全溶解．向所得溶液中逐滴加入濃度為5mol/L的NaOH溶液，生成的沉淀跟加入的NaOH溶液的體積關(guān)系如圖．（橫坐標體積單位是mL，縱坐標質(zhì)量單位是g）回答下列問題：
（1）寫出BC段發(fā)生的反應離子方程式：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
（2）求合金中Mg、Al的物質(zhì)的量之比為多少？所用HCl的物質(zhì)的量濃度為多少？

Answer 1

分析 （1）由圖可知，從A到B加入氫氧化鈉溶液為140mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，再加氫氧化鈉，氫氧化鋁溶解；
（2）從加入氫氧化鈉溶液就開始產(chǎn)生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為140mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，該階段消耗氫氧化鈉140mL，由氫氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=0.14L×5mol/L=0.7mol；從加入氫氧化鈉溶液140mL～160mL溶解氫氧化鋁，該階段發(fā)生反應Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，所以n[Al（OH）₃]=（0.16L-0.14L）×5mol/L=0.1mol，代入上式計算n[Mg（OH）₂]，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]，再求出Mg、Al的物質(zhì)的量之比；加入氫氧化鈉溶液為140mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液為氯化鈉溶液，根據(jù)鈉元素守恒此時溶液中n（NaCl）=n（NaOH），據(jù)此計算出n（HCl）．

解答 解：（1）由圖可知，從A到B加入氫氧化鈉溶液為140mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，再加氫氧化鈉，氫氧化鋁溶解，則BC段反應的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）由圖可知，從加入氫氧化鈉溶液就開始產(chǎn)生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為140mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，該階段消耗氫氧化鈉140mL，由氫氧根守恒可知3n[Al（OH）₃]+2n[Mg（OH）₂]=n（NaOH）=0.14L×5mol/L=0.7mol；從加入氫氧化鈉溶液140mL～160mL溶解氫氧化鋁，該階段發(fā)生反應Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，所以n[Al（OH）₃]=（0.16L-0.14L）×5mol/L=0.1mol，則：3×0.1mol+2n[Mg（OH）₂]=0.7mol，解得：n[Mg（OH）₂]=0.2mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.2mol，n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.1mol，n（Mg）：n（Al）=0.2mol：0.1mol=2：1；
沉淀量最大時，溶液為氯化鈉溶液，根據(jù)鈉元素守恒此時溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.16L×5mol/L=0.8mol，根據(jù)氯元素守恒n（HCl）=0.8mol，故鹽酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.8mol}{0.2L}$=4mol/L．
答：Mg、Al的物質(zhì)的量之比為2：1；鹽酸的物質(zhì)的量濃度為4mol/L．

點評 本題考查鎂鋁化合物性質(zhì)、混合物的計算，以圖象題的形式考查，題目難度中等，分析圖象各階段的發(fā)生的反應是解題關(guān)鍵，再利用守恒計算．