Question

【题目】把一定质量的镁、铝混合物投入到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，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如下图所示。则：

（1）金属铝的质量为________。

（2）a的取值范围是________________。

（3）的最大值是________。

Answer 1

【答案】 0.27g 0≤a＜50 2.5

【解析】（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这段消耗氢氧化钠是10mL，物质的量是0.01mol，则可以求出n[Al(OH)3]=0.01mol，则n(Al)=n[Al(OH)3]=0.01mol，即为0.27g；（2）假设盐酸溶解金属后不剩，这种情况下，酸恰好与合金反应完全，即a=0，通过极值法，当合金中完全是铝时，因为沉淀Al3+需要NaOH溶液的体积为30mL，从图可知，中和过量的酸所消耗的碱液体积最大为50mL，但是假设不成立，最大值是不存在的，所以的取值范围为0≤a＜50；（3）n(Al)=n[Al(OH)3]=0.01mol，所以沉淀Al3+需要的OH-为0.03mol，即NaOH溶液的体积为30mL，镁离子和铝离子沉淀完全消耗的碱的体积为80-a，若假设盐酸不剩，所以沉淀Mg2+需要NaOH溶液的体积最大值为50mL，物质的量是0.05mol，因此求出n(Mg)的最大值为0.025mol，所以该合金中镁铝两元素物质的量之比的最大值为2.5。