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NaOH0～20mL 時發(fā)生反應(yīng)離子方程式 ， 加入NaOH20～200mL 時發(fā)生反應(yīng)離子方程式 ， 加入NaOH200～240mL 時發(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mol/L
（4）生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L．

Answer 1

【答案】
（1）OH﹣+H+=H2O；Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2、Al3++3OH﹣=Al（OH）3；Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O
（2）9
（3）2.5
（4）10.08
【解析】解：（1.）由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時發(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，沉淀量最大，此時為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﹣=AlO2﹣+2H2O，
故答案為：OH﹣+H+=H2O；Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2、Al3++3OH﹣=Al（OH）3；Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+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，沉淀不再減少，此時全部為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，
故答案為：9；
（3.）沉淀量最大時為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，
故答案為：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．
（1.）由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時發(fā)生的反應(yīng)為：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；當(dāng)V（NaOH溶液）=200mL時，沉淀量最大，此過程中鎂離子、鋁離子與氫氧根離子反應(yīng)生成Mg（OH）2和Al（OH）3；從200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）3 ， 據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（2.）根據(jù)沉淀的最大量可知?dú)溲趸�鎂和氫氧化鋁的總物質(zhì)的量、最小量，最小量為氫氧化鎂，根據(jù)最大量可知?dú)溲趸�鋁的物質(zhì)的量，然后利用質(zhì)量守恒計算出鎂、鋁的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算出混合金屬的質(zhì)量；
（3.）溶液中溶質(zhì)為Na2SO4 ， 根據(jù)鈉元素守恒可知此時n（Na2SO4）等于200mL氫氧化鈉溶液中含有的n（NaOH）的0.5倍，據(jù)此計算硫酸的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算濃度大��；
（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，又硫酸過量所以鎂鋁全部反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行計算．