Question

一定质量的Mg、Al合金均分为两等份，一份加入足量的4mol/L的NaOH溶液，充分反应后，生成标准状况下的H₂6.72L；另一份加入5mol/L的盐酸200mL中，金属完全溶解后，再向所得溶液中逐渐加入4mol/L NaOH溶液，当加入50mL时开始出现沉淀．（要求写出计算过程）
试求：
（1）每一份合金中Al和Mg的质量各多少克？
（2）需再加入多少体积该NaOH溶液时沉淀量达到最大？

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,镁的化学性质,铝的化学性质

专题：计算题,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）根据n=

V

Vm

计算出标况下6.72L氢气的物质的量，Mg、Al合金中进入氢氧化钠溶液，只有铝与NaOH反应生成氢气，据此结合氢气的量计算出每一份合金中铝的物质的量；再根据另一份合金中镁和铝消耗的盐酸的总物质的量、铝消耗的盐酸的物质的量Al～HCl及反应关系式计算出镁的物质的量，然后根据m=nM计算出每一份合金中含有铝和镁的质量；
（2）当铝离子恰好生成氢氧化铝沉淀时生成的沉淀质量最大，根据质量守恒计算出消耗氢氧化钠的物质的量，再根据V=

n

c

计算出需要消耗氢氧化钠溶液的体积．

解答： 解：（1）标准状况下6.72L氢气的物质的量为：n（H₂）=

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，根据反应关系式2Al～3H₂可知，生成0.3mol氢气需要消耗金属铝的物质的量为：0.3mol×

2

3

=0.2mol，即每一份合金中含有0.2molAl；
5mol/L的盐酸200mL中含有氯化氢的物质的量为：n（HCl）=5mol/L×0.2L=1mol，
向所得溶液中逐渐加入4mol/L NaOH溶液，当加入50mL时开始出现沉淀，说明金属镁和铝与盐酸反应后剩余的氯化氢的物质的量为：4mol/L×0.05L=0.2mol，
另一份合金中Mg、Al消耗的氯化氢的物质的量为：1mol-0.2mol=0.8mol，根据反应关系式Al～HCl可知铝消耗的氯化氢为：0.2mol×3=0.6mol，则Mg消耗的氯化氢的物质的量为：0.8mol-0.6mol=0.2mol，根据反应关系式Mg～2HCl可知，每一份合金中含有Mg的物质的量为：0.2mol×

1

2

=0.1mol，
每一份合金中含有Al的质量为：m（Al）=27g/mol×0.2mol=5.4g，含有Mg的质量为：m（Mg）=27g/mol×0.1mol=2.4g，
答：每一份合金中Al和Mg的质量分别为5.4g、2.4g；
（2）根据质量守恒，溶液中含有0.2mol铝离子、0.1mol镁离子，根据关系式2NaOH～Mg（OH）₂、3NaOH～Al（OH）₃可知，若使沉淀达到最大，需消耗氢氧化钠的物质的量为：n（NaOH）=0.2mol×3+0.1mol×2=0.8mol，
需要消耗4mol/L的氢氧化钠溶液的体积为：

0.8mol

4mol/L

=0.2L=200mL，
答：需再加入200mL该NaOH溶液时沉淀量达到最大．

点评：本题考查了有关混合物的计算，题目难度中等，明确金属镁、铝与氢氧化钠溶液、盐酸溶液的反应原理为解答本题的关键，本题计算过程稍复杂，充分培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．