Question

【題目】將一定質量的Mg和Al混合物投入400mL稀硫酸中，固體全部溶解并產生氣體。待反應完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液的體積關系如圖所示。

（1）原混合物中Mg和Al的質量之比為____。

（2）生成的H2在標準狀況下的體積為____。

（3）加入NaOH溶液的物質的量濃度為____。

（4）稀硫酸的物質的量濃度為____。

（5）寫出NaOH體積在200-240mL之間所發生的離子反應方程式____。

Answer 1

【答案】2∶3 10.08L 5mol/L 1.25mol/L Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

【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，此時發生的反應為：

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；當V(NaOH溶液)=200mL時，沉淀量最大，此時沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3，二者物質的量之和為

0.35mol，溶液中溶質為Na2SO4；從200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3，NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，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，所以沉淀量最大，Mg(OH)2為0.15mol，Al(OH)3為

0.35mol0.15mol=0.2mol。

（1）由元素守恒可知，n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol，所以鎂和鋁的質量之比為：0.15mol×24g/mol：

0.2mol×27g/mol=2：3，故答案為：2：3；

（2）由A中可知，n(Al)=0.2mol，n(Mg)=0.15mol，根據電子轉移守恒可知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，故答案為：10.08L；

（3）由200240mL發生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以該階段消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol，氫氧化鈉的濃度為：0.2mol/(0.24L0.2L)=5mol/L，故答案為：5mol/L；

（4）沉淀量最大，此時為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240mL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：0.5mol/0.4L=1.25mol/L，故答案為：1.25mol/L；

（5）從200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3，NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，其離子反應方程式為：Al(OH)3+OH-=AlO2-+

2H2O，故答案為：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。