Question

(11分)一定質(zhì)量的鎂、鋁混合物投到2 mol·L－1的鹽酸中，待金屬完全溶解后，向溶液中加入2 mol·L－1的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質(zhì)量與加入氫氧化鈉溶液的體積關(guān)系如圖所示。則：

（1）80~90ml對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式 。

（2）金屬鋁的質(zhì)量為______ _

（3）鹽酸的體積是 ml。

（4）a的取值范圍是___ __。

（5）n(Mg)/n(Al)的最大值是 。

Answer 1

（1）Al(OH)3+ OH－=AlO2－+2H2O （2）0.54g

（3）80 （4）0≤a＜50 （5）2.5

【解析】

試題分析：

（1）根據(jù)圖可知，首先發(fā)生的反應(yīng)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【解析】
Al(OH)3+ OH－=AlO2－+2H2O，即80~90ml對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3+ OH－=AlO2－+2H2O；

（2）從橫坐標80mL到90mL這段可以求出n（Al（OH）3）=n（OH－）＝2 mol·L－1×＝0.02mol，則n（Al）=n（Al（OH）3）=0.02mol，即為0.54g；

（3）鎂、鋁混合物投到鹽酸中，生成氯化鎂和氯化鋁，并且從圖上可知鹽酸過量，當加入氫氧化鈉溶液后，氫氧化鈉先與過量的酸反應(yīng)生成氯化鈉，后氫氧化鈉又與氯化鎂和氯化鋁反應(yīng)生成氯化鈉，當氫氧化鈉溶液的體積為80mL時，鹽酸中的氯離子都與鈉離子結(jié)合成氯化鈉，根據(jù)原子守恒可知，n（HCl）＝n（NaOH）＝2 mol·L－1×，則鹽酸的體積為V＝＝80mL；

（4）假設(shè)鹽酸溶解金屬后不剩，這種情況下，酸恰好與合金反應(yīng)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(shè)不成立，最大值是不存在的，所以的取值范圍為 0≤a＜50；

（5）n（Al）=n（Al（OH）3）=2molL-1×0.01L=0.02mol，所以沉淀Al3+需要的OH-為0.06mol，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(shè)鹽酸不剩，所以沉淀Mg2+需要NaOH溶液的體積最大值為50mL，求出n（Mg）的最大值為0.05mol，所以該合金中鎂鋁兩元素物質(zhì)的量之比的最大值為0.05mol:0.02mol＝2.5。

考點:考查鎂、鋁的化學性質(zhì)及計算

點評:本題考查了鎂、鋁的化學性質(zhì)及計算，難度中等。解題時要注意根據(jù)鎂鋁的化學性質(zhì)結(jié)合圖像中的數(shù)量關(guān)系解答。（4）（5）兩問可以采用假設(shè)法求極值。