Question

7．向mg鎂鋁混合物中加入適量的稀硫酸，恰好完全反應(yīng)生成標準狀況下的氣體bL，向反應(yīng)后的溶液中加入cmol/L的氫氧化鉀溶液VmL，使金屬離子剛好沉淀完全，得到的沉淀質(zhì)量為ng．再將得到的沉淀灼燒至質(zhì)量不再改變?yōu)橹�，得到固體pg．回答下列問題：
（1）c==$\frac{1000b}{11.2V}$mol/L（用b、V表示）．
（2）p=m+$\frac{cV}{125}$g（用m、V、c表示）
（3）n=m+$\frac{17Vc}{1000}$g（用m、V、c表示）．
（4）p的取值范圍為：$\frac{5}{3}$m＜p＜$\frac{17}{9}$mol（用m表示）．

Answer 1

分析 反應(yīng)化學(xué)方程式為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；MgSO₄+2KOH=Mg（OH）₂↓+K₂SO₄；Al₂（SO₄）₃+6KOH=2Al（OH）₃↓+3K₂SO₄；Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，
（1）根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)電荷守恒，氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀中含有n（OH^-）等于金屬提供的電子的物質(zhì)的量，等于生成氫氣的獲得的電子的物質(zhì)的量，據(jù)此計算氫氧根離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算氫氧化鉀的物質(zhì)的量濃度；
（2）由Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O可知，沉淀灼燒生成氧化鎂與氧化鋁，二者質(zhì)量等于金屬質(zhì)量與氧原子的質(zhì)量之和，由方程式可知氧原子的物質(zhì)的量等于氫氧根離子物質(zhì)的量的一半，據(jù)此計算；
（3）沉淀為氫氧化鎂、氫氧化鋁，其質(zhì)量等于金屬的質(zhì)量與含有的氫氧根離子的質(zhì)量之和，根據(jù)n=cVM計算氫氧根離子的質(zhì)量；
（4）按照極值方法計算，若mg全是鎂，計算生成得到的氧化鎂質(zhì)量，若mg全是鋁，計算得到的氧化鋁的質(zhì)量，實際固體的質(zhì)量介于二者之間．

解答 解：（1）根據(jù)電荷守恒，氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀中含有n（OH^-），等于金屬提供的電子的物質(zhì)的量，等于生成氫氣的獲得的電子的物質(zhì)的量，故生成的氫氣的物質(zhì)的量等于參加反應(yīng)的堿的物質(zhì)的量的一半，故$\frac{bL}{22.4L/mol}$×2=cmol/L×V×10^-3L，整理得c=$\frac{1000b}{11.2V}$mol/L，
故答案為：=$\frac{1000b}{11.2V}$；
（2）選項中p為生成的氧化物的質(zhì)量，由Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O可知，氧化物的質(zhì)量等于金屬質(zhì)量與氧原子的質(zhì)量之和，由方程式可知氧原子的物質(zhì)的量等于氫氧根離子物質(zhì)的量的一半，故p=m+c×V×10^-3×$\frac{1}{2}$×16=m+$\frac{cV}{125}$g，
故答案為：m+$\frac{cV}{125}$；
（3）沉淀為氫氧化鎂、氫氧化鋁，其質(zhì)量等于金屬的質(zhì)量與含有的氫氧根離子的質(zhì)量之和，故n=m+c×V×10^-3×17=m+$\frac{17Vc}{1000}$，
故答案為：m+$\frac{17Vc}{1000}$，；
（4）得到的氧化物為氧化鎂，根據(jù)元素守恒，則質(zhì)量為P=$\frac{m}{24}$×40=$\frac{5m}{3}$，若mg全是鋁，得到的氧化物為氧化鋁，根據(jù)元素守恒，則質(zhì)量為p=$\frac{m}{27}$×$\frac{1}{2}$×102=$\frac{17m}{9}$，質(zhì)量介于二者之間，則p的取值范圍為：$\frac{5}{3}$m＜p＜$\frac{17}{9}$mol，
故答案為：$\frac{5}{3}$m＜p＜$\frac{17}{9}$mol．

點評 本題綜合考查鎂鋁元素單質(zhì)及化合物的性質(zhì)、混合物的有關(guān)計算，注意利用方程式與電子轉(zhuǎn)移守恒尋找關(guān)系解答，題目計算量較大，且為無數(shù)據(jù)計算，題目難度較大．