Question

【題目】一定質量的鎂、鋁混合物投到2mol·L－1的鹽酸中，待金屬完全溶解后，再向溶液中逐滴加入2mol·L－1的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質量與加入氫氧化鈉溶液的體積關系如圖所示。

則：

（1）0～amL、a～80mL、80～90mL對應反應的離子方程式分別為：

①0～amL：___；

②amL～80mL：__、__；

③80mL～90ml：___。

（2）金屬鋁的質量為___。

（3）鹽酸的體積是__mL。

（4）=__。

（5）a=__。

Answer 1

【答案】OH-＋H＋=H2O Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓ Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓ Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O 0.54g 80 1.5(或3∶2) 20(mL)

【解析】

0～a段沒有生成沉淀，說明鹽酸過量，加入的氫氧化鈉與氯化氫反應；a～80段開始生成沉淀，加入80mL氫氧化鈉溶液后沉淀達到最大量，此時溶液中的溶質為NaCl；80～90段氫氧化鋁開始溶解，溶解氫氧化鋁消耗了10mLNaOH，則氫氧化鋁沉淀的物質的量為：2mol/L×0.01L＝0.02mol；當加入90mLNaOH溶液后氫氧化鋁完全溶解，此時沉淀只有氫氧化鎂，

(1)①0～amL為氫氧化鈉與氯化氫反應生成氯化鈉和水；

②amL～80mL為氫氧化鈉分別于氯化鋁和氯化鎂反應生成氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀與氯化鈉；

③80mL～90ml為氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；

(2)氫氧化鈉的體積在80至90mL段內，所有的氫氧化鈉用于溶解氫氧化鋁，根據氫氧化鈉的量確定氫氧化鋁的量，根據原子守恒確定金屬鋁的量；

(3)加入80mL氫氧化鈉溶液時，溶質為NaCl，根據質量守恒可以計算出氯化氫的物質的量，再根據V＝計算出鹽酸的體積；

(4)由圖得到氫氧化鎂的質量，根據公式計算出氫氧化鎂的物質的量，根據原子守恒確定金屬鎂的量；

(5)根據金屬鎂和鋁的物質的量算出氯化鋁和氯化鎂的物質的量，根據化學方程式算出氫氧化鈉反應的物質的量，用公式算出體積，則a=80-氫氧化鈉的體積，據此解答。

0～a段沒有生成沉淀，說明鹽酸過量，加入的氫氧化鈉與氯化氫反應；a～80段開始生成沉淀，加入80mL氫氧化鈉溶液后沉淀達到最大量，此時溶液中的溶質為NaCl；80～90段氫氧化鋁開始溶解，溶解氫氧化鋁消耗了10mLNaOH，則氫氧化鋁沉淀的物質的量為：2mol/L×0.01L＝0.02mol；當加入90mLNaOH溶液后氫氧化鋁完全溶解，此時沉淀只有氫氧化鎂；

(1)①0～amL為氫氧化鈉與氯化氫反應生成氯化鈉和水，離子方程式為：OH-＋H＋=H2O；

②amL～80mL為氫氧化鈉分別于氯化鋁和氯化鎂反應生成氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀與氯化鈉，離子方程式為：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；

③80mL～90ml為氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，離子方程式為：Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O；

故答案為：OH-＋H＋=H2O；Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓；Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O；

(2)從橫坐標80mL到90mL這段可以得出：n(Al(OH)3)＝n(NaOH)＝0.01L×2mol/L＝0.02mol，則n(Al)＝n(Al(OH)3)＝0.02mol，原混合物中鋁的質量為：27g/mol×0.02mol＝0.54g；故答案為：0.54g；

(3)加入80mL氫氧化鈉溶液時，溶質為NaCl，則n(HCl)＝n(NaOH)＝2mol/L×0.08L＝0.16mol，鹽酸的體積為：＝0.08L＝80mL；故答案為：80；

(4)由圖可知m(Mg(OH)2)=1.74g，則n(Mg)=n(Mg(OH)2)==0.03mol，==1.5；故答案為：1.5(或3∶2)；

(5)根據元素守恒，n(MgCl2)= n(Mg) =0.03mol，n(AlCl3)=n(Al)=0.02mol，與氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂和氫氧化鋁兩種沉淀時消耗的n(NaOH)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)==0.12mol，則V(NaOH)==0.06L=60mL，則與氯化氫反應的氫氧化鈉的體積a=80mL-60mL=20mL，故答案為：20(mL)。