Question

14．將一定質(zhì)量的鎂、鋁合金投入100mL一定物質(zhì)的量濃度HCl中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5mol/LNaOH溶液到過(guò)量，
生成沉淀的質(zhì)量與加入的NaOH體積關(guān)系如右圖

求：（1）原合金中Mg、A1質(zhì)量各多少？
（2）HCl的濃度C（HCl）=？

Answer 1

分析 （1）由圖可知，從開(kāi)始至加入NaOH溶液20mL，沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O．繼續(xù)滴加NaOH溶液，到沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，二者質(zhì)量之和為19.4g，溶液為氯化鈉溶液．再繼續(xù)滴加NaOH溶液，到沉淀量開(kāi)始進(jìn)行，到沉淀量最小時(shí)，沉淀為Mg（OH）₂，質(zhì)量為11.6g，故到沉淀量最大，Al（OH）₃的質(zhì)量為19.4g-11.6g=7.8g，
由元素守恒可知，n（Al）=n[Al（OH）₃]，n（Mg）=n[Mg（OH）₂]，再利用m=nM計(jì)算Al、Mg的質(zhì)量；
（2）加入20mLNaOH溶液，恰好中和剩余的鹽酸，此時(shí)溶液中溶質(zhì)為AlCl₃、MgCl₂、NaCl，根據(jù)氯元素守恒有n（HCl）=3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂）+n（NaCl），根據(jù)鈉元素守恒此時(shí)溶液中n（NaCl）=n（NaOH），據(jù)此計(jì)算出n（HCl），再利用c=$\frac{n}{V}$計(jì)算鹽酸的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：（1）由圖可知，從開(kāi)始至加入NaOH溶液20mL，沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O．繼續(xù)滴加NaOH溶液，到沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，二者質(zhì)量之和為19.4g，溶液為氯化鈉溶液．再繼續(xù)滴加NaOH溶液，到沉淀量開(kāi)始進(jìn)行，到沉淀量最小時(shí)，沉淀為Mg（OH）₂，質(zhì)量為11.6g，故到沉淀量最大，Al（OH）₃的質(zhì)量為19.4g-11.6g=7.8g．
由元素守恒可知，n（Al）=n[Al（OH）₃]=$\frac{7.8g}{78g/mol}$=0.1mol，所以m（Al）=0.1mol×27g/mol=2.7g，
n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=$\frac{11.6g}{58g/mol}$=0.2mol，所以m（Mg）=0.2mol×24g/mol=4.8g，
答：原合金中Mg、A1質(zhì)量分別為m（Mg）=4.8g，m（Al）=2.7g；
（2）加入20mLNaOH溶液，恰好中和剩余的鹽酸，此時(shí)溶液中溶質(zhì)為AlCl₃、MgCl₂、NaCl，根據(jù)氯元素守恒有n（HCl）=3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂）+n（NaCl），根據(jù)鈉元素守恒此時(shí)溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.02L×5mol/L=0.1mol，所以n（HCl）=3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂）+n（NaCl）=3×0.1mol+2×0.2mol+0.1mol=0.8mol，原鹽酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.8mol}{0.1L}$=8mol/L．
答：鹽酸的物質(zhì)的量濃度為8mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鎂鋁化合物性質(zhì)、混合物的計(jì)算，以圖象題的形式考查，題目難度中等，分析圖象各階段的發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，再利用守恒計(jì)算，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．