Question

【題目】（1）我國是激光技術先進的國家，紅寶石（Al2O3）是最早用于產生激光的材料。請用離子方程式來證明它是一種兩性氧化物：____________、___________．

（2）取等質量的兩份某鎂鋁合金分別加入足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產生的標準狀況下H2體積分別為33.6L、22.4L則該合金中鎂、鋁的物質的量之比為___________。

（3）將一定質量的鎂鋁合金溶解在500mL鹽酸中，向反應后的溶液中逐滴加入2mol/LNaOH溶液，產生沉淀質量與堿溶液體積的關系如圖所示．則鹽酸的物質的量濃度（假設反應前后溶液體積的變化忽略不計）_______________．產生沉淀質量的最大值_____________g．

Answer 1

【答案】Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH—=2AlO2—+H2O 3:4 2.8mol/L 33

【解析】

（1）氧化鋁是兩性氧化物，既能和強酸反應又能和強堿反應，均放出氫氣；

（2）依據Mg+2HCl=MgCl2+ H2↑，2Al+6HCl=2AlCl3+3 H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2 NaAlO2+3 H2↑進行計算；

（3）由圖象可知，當加入NaOH700mL時，沉淀達最大值，此時溶液中溶液溶質為NaCl，根據鈉離子、氯離子守恒可知n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH），再根據c=

計算鹽酸濃度；加入NaOH800mL時，發生Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，氫氧化鋁完全溶解，消耗NaOH100mL，此時n（NaOH）=0.1L×2mol/L=0.2mol，以此可計算Al（OH）3的物質的量，加入NaOH溶液100mL～700mL時，發生Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++3OH-═Al（OH）3↓，結合該階段消耗的NaOH計算n[Mg（OH）2]，再根據m=nM計算．

（1）氧化鋁是兩性氧化物，既能和強酸反應又能和強堿反應，離子方程式分別為：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O；

故答案為：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O；

（2）設鎂的物質的量是xmol，鋁的物質的量是2ymol，鎂鋁合金加入到氫氧化鈉溶液時，只發生2Al+2NaOH+2H2O=2 NaAlO2+3 H2↑，依據反應的物質的量之比等于化學計量數之比，可知生成氫氣的物質的量是3ymol，有題意知3y=1mol，可得鋁的物質的量是同樣該等量的合金與鹽酸反應時鋁與鹽酸反應放出的氫氣體積在標準狀況下有應該是22.4L，說明沒與鹽酸反應生成氫氣的體積是11.2L（標況下），有Mg+2HCl=MgCl2+ H2↑，可知鎂的物質的量是0.5mol，鎂、鋁的物質的量之比為0.5mol：=3:4，

故答案為：3:4；

(3)由圖象可知，當加入NaOH700mL時,沉淀達最大值,此時溶液中溶液溶質為NaCl，根據鈉離子、氯離子守恒可知：n(HCl)=n(NaCl)=n(NaOH)=0.7L×2moL/L=1.4mol，

故鹽酸的物質的量濃度=1.4mol0.5L=2.8mol/L，

答：鹽酸的物質的量濃度為2.8mol/L；

加入NaOH800mL時，發生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，氫氧化鋁完全溶解，消耗NaOH100mL，此時n(NaOH)=0.1L×2mol/L=0.2mol，可知Al(OH)3的物質的量=0.2mol，加入NaOH溶液100mL700mL時，發生Mg2++2OH═Mg(OH)2↓、Al3++3OH═Al(OH)3↓，故生成氫氧化鋁消耗NaOH為0.2mol×3=0.6mol,則生成氫氧化鎂消耗NaOH為(0.70.1)L×2mol/L0.6mol=0.6mol,故n[Mg(OH)2]=0.6mol2=0.3mol，則沉淀的最大重量=0.3mol×58g/mol+0.2mol×78g/mol=33g，

答：沉淀的最大重量為33g.