Question

把一定质量的镁、铝混合物投入到一定体积1mol?L^-1的盐酸中，待金属完全溶解后，向溶液中加入1mol?L^-1的氢氧化钠溶液，生成的沉淀与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示．假设该过程中生成沉淀的最大量为0.03mol则：
（1）金属铝的质量为

 

g
（2）a的值是

 

 mL．
（3）Oa段反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）根据氢氧化钠的体积在80至90mL段内，所有的氢氧化钠用于溶解氢氧化铝，根据氢氧化钠的量确定氢氧化铝的量，根据原子守恒确定金属铝的量；
（2）根据质量守恒，生成氢氧化铝沉淀的物质的量为0.01mol，再根据最大沉淀的物质的量为0.03mol可知氢氧化镁沉淀的物质的量，再根据反应计算出生成氢氧化镁、氢氧化铝沉淀消耗氢氧化钠溶液的体积，然后根据图象数据计算出a值；
（3）根据图象可知，0a段没有生成沉淀，与氢氧化钠反应是溶液中过量的酸，据此写出反应的离子方程式．

解答： 解：（1）根据图可知，首先发生的反应是中和过量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，然后是沉淀两种金属离子：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺⁺3OH^-=Al（OH）₃↓，最后是Al（OH）₃的溶解：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，从横坐标80mL到90mL可知：氢氧化铝的物质的量为：n[Al（OH）₃]=1mol/L×0.01L=0.01mol，根据质量守恒，金属Al的物质的量为：n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，则金属Al的质量为：27g/mol×0.01mol=0.27g，
故答案为：0.27；
（2）根据质量守恒，生成氢氧化铝沉淀的物质的量为0.01mol，则氢氧化镁的物质的量为：0.03mol-0.01mol=0.02mol，根据反应Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺⁺3OH^-=Al（OH）₃↓可知，生成沉淀消耗氢氧化钠的物质的量为：0.01mol×3+0.02mol×2=0.07mol，生成沉淀消耗氢氧化钠溶液的体积为：V=

0.07mol

1mol/L

=0.07L=70mL，则a=80ml-70mL=10mL，
故答案为：10；
（3）0a段没有生成沉淀，发生的反应为氢离子与氢氧根离子的反应，反应的离子方程式为：H⁺+OH^-=H₂O，
故答案为：H⁺+OH^-=H₂O．

点评：本题考查混合物的有关计算及金属镁、铝的化学性质，题目难度中等，明确发生的化学反应及反应与图象的对应关系是解答本题的关键，注意利用元素守恒的方法来解答．