Question

14．為了測(cè)定某鎂鋁合金的成分，取14.7g合金完全溶于500mL 3mol/L的硫酸中，再加入400mL 8mol/L的氫氧化鈉溶液充分反應(yīng)，最后只產(chǎn)生一種沉淀．則關(guān)于該合金的測(cè)定過程的描述正確的是（　�。�

• A． 該合金中含有鋁的質(zhì)量至少為5.4 g
• B． 合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.3%≤Mg%＜100%
• C． 在產(chǎn)生沉淀后的溶液中一定含有0.2 mol NaAlO₂
• D． 在產(chǎn)生沉淀后的溶液中有1.6 mol Na₂SO₄

Answer 1

分析 14.7g鎂鋁合金完全溶于500mL 3mol/L的硫酸中，再加入400mL 8mol/L的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，溶液iliang中的鎂、鋁離子會(huì)沉淀成氫氧化鎂和氫氧化鋁，質(zhì)量先增加，后氫氧化鋁沉淀溶解，沉淀的質(zhì)量減少；當(dāng)鎂鋁離子恰好沉淀成氫氧化鎂和氫氧化鋁時(shí)，溶液中只含有Na₂SO₄，此時(shí)n（Na⁺）=2n（SO₄^2-），則有n（NaOH）=2n（H₂SO₄），即當(dāng)生成的沉淀量最大時(shí)：n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=2×3mol/L×0.5L=3mol，當(dāng)加入400mL 8mol/L的氫氧化鈉溶液充分反應(yīng)只產(chǎn)生一種沉淀，證明氫氧化鋁已經(jīng)和氫氧化鈉完全反應(yīng)，氫氧化鈉總量為：0.4L×8mol/L=3.2mol，溶解氫氧化鋁所用氫氧化鈉為：3.2mol-3mol=0.2mol
 即氫氧化鋁的最大量為0.2mol，由原子守恒知：n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.2mol，m（Al）=0.2mol×27g/mol=5.4g，m（Mg）=14.7g-m（Al）=14.7-5.4g=9.3g．

解答 解：14.7g鎂鋁合金完全溶于500mL 3mol/L的硫酸中，再加入400mL 8mol/L的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，溶液中的沉淀先增加，后減少，當(dāng)鎂鋁離子恰好沉淀成氫氧化鎂和氫氧化鋁時(shí)，溶液中只含有Na₂SO₄，此時(shí)n（Na⁺）=2n（SO₄^2-），因?yàn)椋簄（Na⁺）=n（NaOH），n（SO₄^2-）=n（H₂SO₄），則有n（NaOH）=2n（H₂SO₄），即當(dāng)生成的沉淀量最大時(shí)：n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=2×3mol/L×0.5L=3mol，當(dāng)加入400mL 8mol/L的氫氧化鈉溶液充分反應(yīng)只產(chǎn)生一種沉淀，證明氫氧化鋁已經(jīng)和氫氧化鈉完全反應(yīng)，氫氧化鈉總量為：0.4L×8mol/L=3.2mol，溶解氫氧化鋁所用氫氧化鈉為：3.2mol-3mol=0.2mol
 NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，
1mol     1mol
0.2mol  0.2mol
即氫氧化鋁的最大量為0.2mol，由原子守恒知：n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.2mol，m（Al）=0.2mol×27g/mol=5.4g，m（Mg）=14.7g-m（Al）=14.7-5.4g=9.3g；
A．由上分析知：該合金中含有鋁的質(zhì)量至多為5.4g，故A錯(cuò)誤；
B．由上分析知：該合金中鋁的質(zhì)量最少為5.4g，鎂的質(zhì)量應(yīng)該在9.3g～14.7g之間（包括9.3g），$\frac{9.3g}{14.7g}$×100%≤Mg%＜$\frac{14.7g}{14.7g}$×100%，即63.3%≤Mg%＜100%，故B正確；
C．由上分析知：該合金中含有鋁的質(zhì)量至多為0.2mol，在產(chǎn)生沉淀后的溶液中最多含有0.2mol NaAlO₂，故C錯(cuò)誤；
D．在產(chǎn)生沉淀后的溶液中有Na₂SO和NaAlO₂，由硫原子守恒知：n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄）=3mol/L×0.5L=1.5mol，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生的反應(yīng)實(shí)質(zhì)為解題關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．