Question

【题目】将一定质量的镁和铝的合金投入100 mL，一定物质的量浓度的盐酸中，恰好反应，共产生气体5.6 L(标准状况下)，向所得溶液中滴加5mol·L-1NaOH溶液至过量，最终产生白色沉淀13.6 g。请计算：

(1)原合金中镁和铝的质量分别是________。

(2)原盐酸溶液的物质的量浓度________。

Answer 1

【答案】m(Mg)=2.4 g，m(Al)=2.7 g 5 mol/L

【解析】

金属Mg、Al是比较活泼的金属，与HCl反应产生Mg2+、Al3+进入溶液，Mg2+、Al3+与加入NaOH电离产生的OH-结合形成Mg(OH)2、Al(OH)3，Mg、Al失去电子的物质的量与Mg2+、Al3+形成Mg(OH)2、Al(OH)3结合的OH-的物质的量相等，等于盐酸中的H+完全转化为H2得到的电子的物质的量，结合H2的体积及Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀的质量计算。

(1)n(H2)==0.25 mol，则一定质量的镁和铝的合金反应，转移的电子的物质的量为n(e-)=2n(H2)=2×0.25mol=0.5 mol，向反应后的溶液中加入足量NaOH溶液，Mg2+、Al3+反应产生Mg(OH)2、Al(OH)3，OH-的物质的量等于反应过程中金属失去电子的物质的量，n(OH-)=n(e-)=0.5 mol，则m(OH-)=0.5 mol×17 g/mol=8.5 g，所以Mg、Al质量和为m(Mg、Al)=13.6 g-8.5 g=5.1 g。假设混合物中Mg、Al的物质的量分别是x、y，则24x+27y=5.1；2x+3y=0.5，解得x=0.1，y=0.1，所以混合物中Mg的质量为m(Mg)=0.1 mol×24 g/mol=2.4 g；Al的质量为m(Al)=0.1 mol×27 g/mol=2.7 g；

(2)根据H元素守恒可知n(HCl)=2n(H2)=2×0.25 mol=0.5 mol，则原盐酸溶液的物质的量浓度c(HCl)==5 mol/L。