Question

【題目】將一定質量的鎂鋁混合物投入200mL硫酸中，固體全部溶解后，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質的量n與加入NaOH溶液的體積V的變化如圖所示。

（1）寫出bc段發(fā)生的化學反應方程式___；

（2）鎂和鋁的總質量為___g；

（3）b點溶液中的溶質為___，硫酸的物質的量濃度為___mol/L；

（4）生成的氫氣在標準狀況下的體積為___L；

（5）c點溶液中通入足量的CO2的反應化學方程式為___。

Answer 1

【答案】Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 9 Na2SO4 2.5 10.08 NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3

【解析】

由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時發(fā)生的反應為：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；當V（NaOH溶液）=200mL時，沉淀量最大，此過程中鎂離子、鋁離子與氫氧根離子反應生成Mg（OH）2和Al（OH）3；從200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）3，據此寫出反應的離子方程式；根據沉淀的最大量b點可知氫氧化鎂和氫氧化鋁的總物質的量，c點為氫氧化鎂，根據b、c點可知氫氧化鋁的物質的量，然后利用質量守恒計算出鎂、鋁的物質的量，再根據m=nM計算出混合金屬的質量。

（1）bc段氫氧化鋁溶解，發(fā)生的化學反應方程式：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O；

（2）根據圖像可知Mg(OH)2和Al(OH)3的物質的量之和為0.35mol，從200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3，當V(NaOH溶液)=240mL時，沉淀不再減少，此時全部為Mg(OH)2，物質的量為0.15mol，所以Mg(OH)2為0.15mol，Al(OH)3為0.35mol-0.15mol=0.2mol，元素守恒可知n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol，所以鎂和鋁的總質量0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g，

故答案為：9；

（3）b點溶液中的溶質只有Na2SO4，沉淀量最大時為Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶質為Na2SO4，根據鈉元素守恒可知此時n(Na2SO4)等于200mL氫氧化鈉溶液中含有n(NaOH)的0.5倍，所以n(Na2SO4)=0.5×0.2L×5mol/L=0.5mol，硫酸的濃度；

（4）根據以上分析，由元素守恒可知金屬鎂和鋁物質的量分別為0.15mol和0.2mol，根據得失電子守恒氫氣在標準狀況下的體積為：；

（5）c點溶液中的溶質是NaAlO2、Na2SO4，通入足量的CO2，發(fā)生反應的化學方程式為：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3。