Question

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

（1）加入NaOH 0～ 20mL 時發(fā)生反應(yīng)離子方程式___________________，

加入NaOH 20～ 200mL 時發(fā)生反應(yīng)離子方程式___________________，

加入NaOH 200～ 240mL 時發(fā)生反應(yīng)離子方程式___________________，

（2）鎂和鋁的總質(zhì)量為________g

（3）硫酸的物質(zhì)的量濃度為___________ mol/L

（4）生成的氫氣在標(biāo)準狀況下的體積為__________L

Answer 1

【答案】OH-+H+=H2O Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al(OH)3+ OH-=AlO2-+2H2O 9 2.5 10.08

【解析】

（1）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(yīng)為：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，離子方程式為OH-+H+=H2O；加入NaOH 20～ 200mL 時，生成沉淀并達到最大值，Mg2+、Al3+恰好完全沉淀，離子方程式Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓；由圖象可知，從200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3：Al(OH)3+ OH-=AlO2-+2H2O；

（2）當(dāng)NaOH溶液200mL時，沉淀量最大，此時沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3，二者物質(zhì)的量之和為0.35mol；當(dāng)NaOH溶液240mL時，沉淀不再減少，此時全部為Mg(OH)2，物質(zhì)的量為0.15mol，所以沉淀量最大，Mg(OH)2為0.15mol，Al(OH)3為0.35mol-0.15mol=0.2mol，由元素守恒可知n（Al）=n[Al(OH)3]=0.2mol，n（Mg）=n[Mg(OH)2]=0.15mol，所以鎂和鋁的總質(zhì)量為0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g，故答案為：9；

（3）沉淀量最大，此時為Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶質(zhì)為Na2SO4，根據(jù)鈉元素守恒可知此時n（Na2SO4）等于200mL氫氧化鈉溶液中含有的n（NaOH）的1/2倍，所以n（Na2SO4）=1/2×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的濃度為=2.5mol/L，故答案為：2.5mol/L；

（4）根據(jù)以上分析可知n（Al）=0.2mol，n（Mg）=0.15mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知2n（H2）=3n（Al）+2n（Mg）=3×0.2mol+2×0.15mol=0.9mol，所以n（H2）=0.45mol，故氫氣體積為0.45mol×22.4mol/L=10.08L，故答案：10.08L。