Question

【題目】某鎂鋁合金MgxAly（其中x、y為整數(shù)）是貯氫材料，可在通入氬氣的條件下，將一定化學(xué)計量比的Al、Mg單質(zhì)在一定溫度下熔煉制得．為測定該合金的成分，稱取一定質(zhì)量的樣品放入600mL稀硫酸中，樣品全部溶解并產(chǎn)生氣體．待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示．完成下列問題：

（1）熔煉制取鎂鋁合金（MgxAly）時通入氬氣的目的是_____________。

（2）NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為____________。

（3）該鎂鋁合金（MgxAly）的化學(xué)式為_____________。

（4）該合金在一定條件下吸氫的化學(xué)方程式為：MgxAly+xH2═xMgH2+yA1,得到的混合物在6.0mol·L-1HCl溶液中能完全釋放出H2，1mol MgxAly完全吸氫后得到的混合物與上述鹽酸完全反應(yīng)，釋放出H2的物質(zhì)的量為__________________。

（5）將該鎂鋁合金置于NaOH溶液可以構(gòu)成原電池，寫出負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)_____________________。

（6）如圖甲為甲醇燃料電池，乙池為鋁制品表面“鈍化”裝置，兩極分別為鋁制品和石墨．M電極的材料是_________________。

Answer 1

【答案】防止鎂鋁被空氣氧化 6mol·L﹣1 Mg17Al12 52mol Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O Al

【解析】

（1）金屬鎂和鋁容易被氧氣氧化，進(jìn)入氬氣可以防止鎂鋁被氧化；

（2）根據(jù)圖2加入136.7mL氫氧化鈉溶液時恰好生成0.29mol氫氧化鋁和氫氧化鋁沉淀，加入156.7mL氫氧化鈉溶液時，沉淀被溶解的為氫氧化鋁，據(jù)此可以計算出氫氧化鋁、氫氧化鋁的物質(zhì)的量，根據(jù)質(zhì)量守恒可知鎂鋁的物質(zhì)的量之比；

（3）根據(jù)氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)的方程式及氫氧化鋁的物質(zhì)的量、氫氧化鈉的體積計算出氫氧化鈉的濃度；

（4）釋放出的H2包括Mg17Al12吸收的氫，還包括鎂、鋁和鹽酸反應(yīng)生成的氫氣；

（5）鎂鋁合金置于NaOH溶液構(gòu)成原電池，總反應(yīng)為，Al失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極；

（6）由裝置圖可知，b極通入氣體后產(chǎn)生氣體，c極通入氣體后產(chǎn)生水，故b極通入為甲醇，c極通入的是氧氣，原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極反應(yīng)還原反應(yīng)，所以b為正極，c為負(fù)極，M連接的為電源正極，則M為陽極，Al在陽極放電；

(1)熔煉制取鎂鋁合金（MgxAly）時通入氬氣的目的是防止鎂鋁被空氣中的氧氣氧化，

故答案為：防止鎂鋁被空氣氧化；

(2) 溶解0.12mol氫氧化鋁消耗氫氧化鈉的體積為：(156.7136.7)mL=20mL，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為：，

故答案為：6mol·L﹣1；

(3) 氫氧化鎂和氫氧化鋁總物質(zhì)的量為：0.29mol，加入過量氫氧化鈉溶液后，剩余的0.17mol沉淀為氫氧化鎂，則氫氧化鋁沉淀的物質(zhì)的量為0.12mol，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，原合金中鎂和鋁的物質(zhì)的量之比為：0.17mol:0.12mol=17:12，所以該鎂鋁合金(MgxAly)的化學(xué)式為：Mg17Al12，

故答案為：Mg17Al12；

(4)1mol Mg17Al12完全吸氫17mol，在鹽酸中會全部釋放出來，鎂鋁合金中的鎂和鋁都能與鹽酸反應(yīng)生成H2，1mol Mg17Al12完全反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量分別為地17mol、18mol，則生成氫氣一共(17+17+18)mol=52mol，

故答案為：52mol；

(5)由于鎂不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以負(fù)極為鋁，電解質(zhì)為氫氧化鈉溶液的負(fù)極反應(yīng)為：，

故答案為：；

(6)由裝置圖可知，b極通入氣體后產(chǎn)生氣體，c極通入氣體后產(chǎn)生水，故b極通入為甲醇，c極通入的是氧氣，原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極反應(yīng)還原反應(yīng)，所以b為正極，c為負(fù)極，M連接的為電源正極，則M為陽極，Al在陽極放電；

故答案為：Al。