Question

10．小明對廢棄的易拉罐很有興趣，為測定易拉罐中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他剪取W克鎂鋁合金的易拉罐，先用過量稀硫酸溶解，然后再向溶液中滴加一定量的NaOH溶液得到氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀，繼續(xù)滴加NaOH溶液時(shí)氫氧化鋁被溶解[已知：Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+XH₂O]，而氫氧化鎂不溶于NaOH溶液，沉淀質(zhì)量與滴加NaOH溶液質(zhì)量關(guān)系如圖所示．
（1）X的值為2；
（2）在a點(diǎn)時(shí)，溶液中的溶質(zhì)除硫酸鎂和硫酸鋁外還有Na₂SO₄（填化學(xué)式）；
（3）易拉罐中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（假定易拉罐只由鎂和鋁組成）試計(jì)算：（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
①反應(yīng)中生成氣體的質(zhì)量
②樣品中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 鎂、鋁與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂、硫酸鋁，合金全部溶解，向所得溶液中滴加 NaOH溶液，與過量的硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉，此時(shí)溶液為硫酸鎂、硫酸鈉、硫酸鋁的混合物，繼續(xù)加入氫氧化鈉到增大沉淀量，金屬鎂離子鋁離子沉淀完全，再繼續(xù)加入氫氧化鈉至氫氧化鋁全部溶解，再加入氫氧化鈉沉淀量不變．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)不變，反應(yīng)前氫原子的個(gè)數(shù)是4，故2X=4，可解得X=2；
（2）在a點(diǎn)時(shí)，NaOH溶液恰好與過量稀硫酸反應(yīng)，故此時(shí)溶液中的溶質(zhì)除硫酸鎂和硫酸鋁外還有NaOH與稀硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈉；
（3）Al的質(zhì)量=$（{m}_{1}-{m}_{2}）×\frac{27}{27+（16+1）×3}×100%=\frac{\frac{9}{26}（{m}_{1}{-m}_{2}）g}{Wg}×100%=\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26W}$；
Al與H₂SO₄生成H₂的質(zhì)量為x，
2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，
54                   6
$\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}$g          x
$\frac{54}{6}=\frac{\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}g}{x}$
x=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{26}$g
Mg與H₂SO₄生成H₂的質(zhì)量為y，
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，
24               2
$[W-\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}]g$ y
$\frac{24}{2}=\frac{[W-\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}]g}{y}$
y=$\frac{W-\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}}{12}g$，
產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量為：$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{26}+\frac{W-\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}}{12}$g
樣品中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}g}{Wg}×100%=\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26W}%$   
故答案為：（1）2；
（2）Na₂SO₄

點(diǎn)評 本題考查混合物的計(jì)算，注意判斷加入的NaOH溶液反應(yīng)的過程，分析各過程的產(chǎn)物為解答該題的關(guān)鍵，同時(shí)考查了圖象的分析應(yīng)用．