Question

【題目】將一定質(zhì)量的鎂鋁混合物投入200mL硫酸中，固體全部溶解后，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量n與加入NaOH溶液的體積V的變化如圖所示．
（1）加入NaOH20～200mL時(shí)發(fā)生反應(yīng)離子方程式；加入NaOH200～240mL時(shí)發(fā)生反應(yīng)離子方程式 ．
（2）鎂和鋁的總質(zhì)量為g．
（3）硫酸的物質(zhì)的量濃度為 ．
（4）生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L．

Answer 1

【答案】
（1）Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓、Al3++3OH﹣=Al（OH）3↓；Al（OH）3+OH﹣=AlO +2H2O
（2）9
（3）2.5 mol/L
（4）10.08
【解析】解：（1）由圖象可知，從開(kāi)始至加入NaOH溶液20mL，沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，離子方程式為：OH﹣+H+=H2O；當(dāng)V（NaOH溶液）=200mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）2和Al（OH）3 ， 發(fā)生反應(yīng)為：Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓、Al3++3OH﹣=Al（OH）3↓；從200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）3 ， 反應(yīng)的離子方程式為：Al（OH）3+OH﹣=AlO +2H2O， 所以答案是：Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓；Al3++3OH﹣=Al（OH）3↓；Al（OH）3+OH﹣=AlO +2H2O；（2）根據(jù)天下可知Mg（OH）2和Al（OH）3的物質(zhì)的量之和為0.35mol，從200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）3 ， 當(dāng)V（NaOH溶液）=240mL時(shí)，沉淀不再減少，此時(shí)全部為Mg（OH）2 ， 物質(zhì)的量為0.15mol，所以沉淀量最大，Mg（OH）2為0.15mol，Al（OH）3為0.35mol﹣0.15mol=0.2mol，
由元素守恒可知n（Al）=n[Al（OH）3]=0.2mol，n（Mg）=n[Mg（OH）2]=0.15mol，
所以鎂和鋁的總質(zhì)量為0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g，
所以答案是：9；（3）沉淀量最大時(shí)為Mg（OH）2和Al（OH）3 ， 溶液中溶質(zhì)為Na2SO4 ， 根據(jù)鈉元素守恒可知此時(shí)n（Na2SO4）等于200mL氫氧化鈉溶液中含有的n（NaOH）的0.5倍，所以n（Na2SO4）=0.5×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的濃度為 =2.5mol/L，
所以答案是：2.5；（4）根據(jù)以上分析，由元素守恒可知金屬鎂和鋁物質(zhì)的量分別為0.15mol和0.2mol，根據(jù)得失電子守恒氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為： ×22.4L=10.08L，
故答案：10.08．