Question

19．將一定質(zhì)量的Mg-Al合金投入到100mL一定物質(zhì)的量濃度的HCl中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5mol/LNaOH溶液至過量，生成沉淀質(zhì)量與加入NaOH溶液的體積關系如圖所示．   求：
（1）寫出20ml-160ml階段的離子反應方程式Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；           
（2）160ml-180ml階段的離子反應方程式Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）原合金分別與足量的稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應產(chǎn)生氣體的在同溫同壓下的體積比為7：3
（4）HCl的物質(zhì)的量濃度為8mol/L．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后有剩余，此時發(fā)生的反應為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O，繼續(xù)滴加NaOH溶液，NaOH與氯化鎂、氯化鋁反應生成沉淀；
（2）160ml-180ml階段，隨著氫氧化鈉的增加，沉淀減少，NaOH與氫氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉和水，；
（3）滴加NaOH溶液為160mL時，沉淀量最大，此時為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，到沉淀量開始進行，到沉淀量最小時，沉淀為Mg（OH）₂，質(zhì)量為11.6g，則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]，結合離子方程式計算；
（4）160mL時，溶液中的溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)原子守恒計算n（HCl），再利用c=$\frac{n}{V}$計算鹽酸的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：（1）由圖可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后有剩余，此時發(fā)生的反應為：HCl+NaOH=NaCl+H₂O，繼續(xù)滴加NaOH溶液，NaOH與氯化鎂、氯化鋁反應生成沉淀，其反應的離子方程式為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；
故答案為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；
（2）160ml-180ml階段，隨著氫氧化鈉的增加，沉淀減少，NaOH與氫氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉和水，其反應的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）滴加NaOH溶液為160mL時，沉淀量最大，此時為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，到沉淀量開始進行，到沉淀量最小時，沉淀為Mg（OH）₂，質(zhì)量為11.6g，則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，n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=$\frac{11.6g}{58g/mol}$=0.2mol，原合金與足量的稀硫酸反應離子方程式為：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑、2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，所以生成氫氣為0.2mol+0.15mol=0.35mol，原合金與足量的NaOH溶液反應2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，則生成的氫氣為0.15mol，
所以產(chǎn)生氣體在同溫同壓下的體積比為0.35mol：0.15mol=7：3；
故答案為：7：3；
（4）160mL時，溶液中的溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)原子守恒得n（NaCl）=n（HCl）=n（NaOH）=0.16L×5mol/L=0.8mol，c（HCl）=$\frac{0.8mol}{0.1L}$=8mol/L，
故答案為：8．

點評 本題考查鎂鋁化合物性質(zhì)、混合物的計算，側重考查分析計算能力，明確各個頂點溶液中物質(zhì)成分及發(fā)生的反應是解本題關鍵，結合原子守恒解答，題目難度中等．