Question

【題目】把一定質量的鎂、鋁混合物投入到1mol·L－1的鹽酸中，待金屬完全溶解后，向溶液中加入1mol·L－1的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質量與加入氫氧化鈉溶液的體積關系如下圖所示。則：

（1）金屬鋁的質量為________。

（2）a的取值范圍是________________。

（3）的最大值是________。

Answer 1

【答案】 0.27g 0≤a＜50 2.5

【解析】（1）根據圖可知，首先發生的反應是中和過量的酸：H++OH-=H2O，然后是沉淀兩種金屬離子：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓，最后是Al(OH)3的溶解：Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-，從橫坐標80mL到90mL這段消耗氫氧化鈉是10mL，物質的量是0.01mol，則可以求出n[Al(OH)3]=0.01mol，則n(Al)=n[Al(OH)3]=0.01mol，即為0.27g；（2）假設鹽酸溶解金屬后不剩，這種情況下，酸恰好與合金反應完全，即a=0，通過極值法，當合金中完全是鋁時，因為沉淀Al3+需要NaOH溶液的體積為30mL，從圖可知，中和過量的酸所消耗的堿液體積最大為50mL，但是假設不成立，最大值是不存在的，所以的取值范圍為0≤a＜50；（3）n(Al)=n[Al(OH)3]=0.01mol，所以沉淀Al3+需要的OH-為0.03mol，即NaOH溶液的體積為30mL，鎂離子和鋁離子沉淀完全消耗的堿的體積為80-a，若假設鹽酸不剩，所以沉淀Mg2+需要NaOH溶液的體積最大值為50mL，物質的量是0.05mol，因此求出n(Mg)的最大值為0.025mol，所以該合金中鎂鋁兩元素物質的量之比的最大值為2.5。