Question

4．將一定質(zhì)量的鎂鋁合金投入200mL 一定濃度的鹽酸中，合金完全溶解．
向所得溶液中滴加5.0mol．L^-1NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量跟加入NaOH溶液的體積的關(guān)系如圖所示．（橫坐標(biāo)體積的單位是mL，縱坐標(biāo)質(zhì)量的單位是g）
（1）NaOH溶液0-40 mL區(qū)間所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：H⁺+OH^-=H₂O．
（2）NaOH溶液160-180mL區(qū)間所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O．
（3）NaOH溶液滴加到160mL時(shí)，溶液中的溶質(zhì)組成為NaCl．
（4）合金中鎂的質(zhì)量為3.6g．
（5）所用鹽酸的物質(zhì)的量濃度為8 mol．L^-1．

Answer 1

分析 （1）NaOH溶液0-40 mL區(qū)間沒(méi)有生成沉淀，說(shuō)明鹽酸有剩余，剩余的鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉和水；
（2）NaOH溶液160-180mL區(qū)間沉淀溶解，發(fā)生反應(yīng)為氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水；
（3）從加入40m氫氧化鈉溶液開(kāi)始產(chǎn)生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為160mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)沉淀為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，反應(yīng)后溶質(zhì)為氯化鈉；
（4）根據(jù)圖象可知，16.5g沉淀為氫氧化鋁和氫氧化鎂的混合物，7.8g為氫氧化鎂，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算出氫氧化鎂的物質(zhì)的量，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律得出Mg的物質(zhì)的量，最后根據(jù)m=nM計(jì)算出Mg的質(zhì)量；
（5）加入氫氧化鈉溶液為160mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液為氯化鈉溶液，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40mL，沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后鹽酸有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O，離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；
（2）NaOH溶液160-180mL區(qū)間沉淀部分溶解，發(fā)生反應(yīng)為：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，其離子方程式為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O；
（3）根據(jù)圖象曲線變化可知，加入40m氫氧化鈉溶液開(kāi)始產(chǎn)生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為160mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，反應(yīng)后溶質(zhì)為NaCl，
故答案為：NaCl；
（4）加入氫氧化鈉溶液為160mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，根據(jù)圖象可知，氫氧化鋁和氫氧化鎂的總質(zhì)量為16.5g，
加入180mL氫氧化鈉溶液時(shí)，剩余的8.5g沉淀為氫氧化鎂，n[Mg（OH）₂]=$\frac{7.8g}{58g/mol}$=0.15mol
由元素守恒可知：n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.15mol，
所以Mg的質(zhì)量為：0.15mol×24g/mol=3.6g，
故答案為：3.6；
（5）加入氫氧化鈉溶液為160mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液為NaCl溶液，
根據(jù)鈉元素守恒此時(shí)溶液中：n（NaCl）=n（NaOH）=0.16L×5mol/L=0.8mol，
根據(jù)氯元素守恒n（HCl）=0.8mol，
故鹽酸的物質(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，題目難度中等，以圖象題的形式考查，增加了試題難度，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．