Question

【題目】將一定質量的鎂鋁合金投入100 mL一定濃度的鹽酸中，合金完全溶解，向所得溶液中滴加濃度為0.5 mol/L的NaOH溶液，生成的沉淀質量跟加入的NaOH溶液的體積關系如圖。(橫坐標體積單位是mL，縱坐標質量單位是g)

求：(1)合金中Mg，Al的質量_______________；

(2)所用HCl的物質的量濃度_______________。

Answer 1

【答案】m(Mg)=4.8 g，m(Al)=0.27 g 0.7 mol/L

【解析】

(1)由圖可知，從加入氫氧化鈉溶液就開始產生沉淀，加入氫氧化鈉溶液為140 mL時，沉淀量最大，此時為Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液為NaCl，根據元素守恒可知n(HCl)=n(NaOH)，利用NaOH的物質的量及溶液的體積計算HCl的物質的量，結合HCl的體積，利用物質的量濃度定義式計算鹽酸的濃度；該階段消耗氫氧化鈉140 mL，由氫氧根守恒可知3n[Al(OH)3]+2n[Mg(OH)2]=n(NaOH)；從加入氫氧化鈉溶液140 mL～160 mL溶解氫氧化鋁，該階段發生反應Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，利用該階段中NaOH與Al(OH)3的物質的量，計算Al的物質的量和質量，結合總質量計算出原混合物中Al的質量。

(1)假設原混合物中Mg、Al的物質的量分別是x、y，沉淀最大值時Mg、Al形成的Mg2+、Al3+完全轉化為Mg(OH)2和Al(OH)3，58x+78y=1.94g，在加入氫氧化鈉溶液140 mL～160 mL溶解氫氧化鋁，該階段發生反應Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，n(NaOH)=c·V=0.5 mol/L×0.02 L=0.01 mol，則n[Al(OH)3]=n(NaOH)=0.01 mol，n(Al)=0.01 mol，m[Al(OH)3]=0.01 mol×78 g/mol=0.78 g，根據Al元素守恒可知m(Al)=n·M=0.01 mol×27 g/mol=0.27 g；m[Mg(OH)2]=1.16g，n[Mg(OH)2]==0.02 mol，所以根據Mg元素守恒可知Mg的質量為m(Mg)=0.02 mol×24 g/mol=0.48 g；

(2)加入氫氧化鈉溶液為140 mL時，沉淀量最大，此時為Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液為氯化鈉溶液，根據鈉元素守恒此時溶液中n(NaCl)=n(NaOH)= 0.5 mol/L×0.14 L=0.07 mol，根據氯元素守恒n(HCl)=0.07 mol，所以根據物質的量濃度定義式可得鹽酸的物質的量濃度為c==0.7 mol/L。