Question

4．合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛．
（1）鎂合金被用于制造筆記本電腦外殼、競(jìng)賽自行車車架等，是由于鎂合金具有硬度大、密度小、散熱性好、抗震性好等優(yōu)異性能．
（2）測(cè)定某鎂鋁合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
稱取一定質(zhì)量的樣品放入NaOH溶液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
另稱取一定質(zhì)量的樣品放入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體．待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖2所示（生成沉淀階段的圖象斜率視為恒定）．則合金中Al的質(zhì)量為5.4g，NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5mol/L． 
（3）有一種鎂鋁合金（Mg₁₇Al₁₂）是貯氫材料，該合金在一定條件下完全吸氫的反應(yīng)方程式為Mg₁₇Al₁₂+17H₂═17MgH₂+12Al．得到的混合物在6.0mol/L的鹽酸中能完全釋放出H₂．1mol Mg₁₇Al₁₂完全吸氫后得到的混合物與上述鹽酸完全反應(yīng)，釋放出H₂的物質(zhì)的量為52mol．（要求列出計(jì)算過(guò)程）
（4）鋁電池性能優(yōu)越，Al-空氣燃料電池通常以NaCl溶液或KOH溶液為電解質(zhì)溶液，通入空氣的電極為正極，以多孔石墨為正極材料．若以NaCl溶液為電解質(zhì)溶液，正極的反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)為4Al+3O₂+4KOH=4KAlO₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）鎂合金具有硬度大、密度小、散熱性好、抗震性好等優(yōu)點(diǎn)；
（2）Al與NaOH溶液反應(yīng)，而Mg不能，由圖可知，200mL～240mL發(fā)生Al（0H）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，生成0.15molMg（OH）₂和（0.35mol-0.15mol）Al（0H）₃，結(jié)合原子守恒及反應(yīng)計(jì)算；
（3）Mg₁₇Al₁₂+17H₂=17MgH₂+12Al，得到的混合物在6.0mol/LHCl溶液中能完全釋放出H₂，則Mg₁₇Al₁₂+70HCl=17MgCl₂+12AlCl₃+35H₂↑，以此計(jì)算；
（4）Al-空氣燃料電池以NaCl溶液為電解質(zhì)溶液，正極上氧氣得到電子；以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，電池反應(yīng)為Al、氧氣、KOH反應(yīng)生成偏鋁酸鉀和水．

解答 解：（1）鎂合金具有硬度大、密度小、散熱性好、抗震性好等優(yōu)點(diǎn)，
故答案為：硬度大、密度小、散熱性好、抗震性好；
（2）Al與NaOH溶液反應(yīng)，而Mg不能，則合金溶于NaOH溶液發(fā)生的離子反應(yīng)為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，由圖可知，生成0.15molMg（OH）₂和（0.35mol-0.15mol）Al（0H）₃，由Al原子守恒可知，n（Al）=0.2mol，其質(zhì)量為0.2mol×27g/mol=5.4g，由200mL～240mL發(fā)生Al（0H）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，消耗n（NaOH）=0.2mol，所以c（NaOH）=$\frac{0.2mol}{0.04L}$=5mol/L，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；5.4；5；
（3）由Mg₁₇Al₁₂+17H₂=17MgH₂+12Al，得到的混合物在6.0mol/LHCl溶液中能完全釋放出H₂，則Mg₁₇Al₁₂+70HCl=17MgCl₂+12AlCl₃+35H₂↑，
所以1mol Mg₁₇A1₁₂完全吸氫后得到的混合物與上述鹽酸完全反應(yīng)，釋放出H₂的物質(zhì)的量為35mol+17mol=52mol，
故答案為：52mol；
（4）Al-空氣燃料電池以NaCl溶液為電解質(zhì)溶液，正極上氧氣得到電子，正極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，電池反應(yīng)為Al、氧氣、KOH反應(yīng)生成偏鋁酸鉀和水，該電池反應(yīng)為4Al+3O₂+4KOH=4KAlO₂+2H₂O，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；4Al+3O₂+4KOH=4KAlO₂+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及Al的化學(xué)性質(zhì)、反應(yīng)方程式及圖象的計(jì)算及電化學(xué)，③為解答的易錯(cuò)點(diǎn)，注重高考高頻考點(diǎn)的考查，較好的體現(xiàn)學(xué)生雙基和計(jì)算能力、圖象分析能力，題目難度中等．