Question

15．将一定质量的镁铝合金投入100mL一定浓度的盐酸中，合金完全溶解．向所得溶液中滴加浓度为5mol/L的NaOH溶液，生成的沉淀跟加入的NaOH溶液的体积关系如图．（横坐标体积单位是mL，纵坐标质量单位是 g）

求：
（1）加入NaOH溶液0--20mL过程中反应方程式为：HCl+NaOH═NaCl+H₂O．160--180mL过程中反应方程式为Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O．
（2）消耗NaOH溶液160mL时，所得溶液中的离子有Na⁺ Cl^-，沉淀中Al（OH）₃的质量7.8g
（3）合金中Mg的质量为4.8g．所用HCl 的物质的量浓度为8mol/L．

Answer 1

分析 （1）由图可知，从加入20m氢氧化钠溶液L开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，再加氢氧化钠，氢氧化铝溶解，据此回答；
（2）加160mL的NaOH溶液时，溶液中的溶质为NaCl，由图可知，从加入20m氢氧化钠溶液L开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，再加氢氧化钠，氢氧化铝溶解，所以最后的11.6g沉淀就是氢氧化镁，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]，可以计算含有的金属镁和金属铝的物质的量，根据铝元素守恒计算产生氢氧化铝的量；
（3）由图可知，从加入20m氢氧化钠溶液L开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，再加氢氧化钠，氢氧化铝溶解，所以最后的11.6g沉淀就是氢氧化镁，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]，再利用m=nM计算Mg的质量；加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液，根据钠元素守恒此时溶液中n（NaCl）=n（NaOH），据此计算出n（HCl），再计算盐酸的物质的量浓度．

解答 解：（1）由图可知，加入NaOH溶液0-20mL过程中没有沉淀，发生的反应方程式为：HCl+NaOH═NaCl+H₂O，从加入20m氢氧化钠溶液L开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，再加氢氧化钠，氢氧化铝溶解，发生反应：Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，故答案为：HCl+NaOH═NaCl+H₂O；Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O；
（2）加160mL的NaOH溶液时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液中的溶质为NaCl，再加氢氧化钠，氢氧化铝溶解，所以最后的11.6g沉淀就是氢氧化镁，所以得到氢氧化铝沉淀是19.4g-11.6g=7.8g，根据Al元素守恒，所以得到氢氧化铝沉淀的质量是7.8g，故答案为：Na⁺、Cl^-；7.8；
（3）由图可知，从加入20m氢氧化钠溶液L开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，再加氢氧化钠，氢氧化铝溶解，所以最后的11.6g沉淀就是氢氧化镁，即n[Mg（OH）₂]=0.2mol，由元素守恒可知n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.2mol，所以Mg的质量为0.2mol×24g/mol=4.8g，加入氢氧化钠溶液为160mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液，根据钠元素守恒此时溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.16L×5mol/L=0.8mol，根据氯元素守恒n（HCl）=0.8mol，故盐酸的物质的量浓度为$\frac{0.8mol}{0.1L}$=8mol/L．
故答案为：4.8；8．

点评 本题考查镁铝化合物性质、混合物的计算，以图象题的形式考查，题目难度中等，分析图象各阶段的发生的反应是解题关键，再利用守恒计算．