Question

【題目】將一定質量的鎂鋁合金投入400 mL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。

計算：

（1）合金中Mg的質量為________g；

（2）硫酸的物質的量濃度為________ mol·L1；

（3）NaOH溶液的物質的量濃度為________ mol·L1；

（4）生成H2在標準狀況下的體積為________L。

Answer 1

【答案】7.2 2.5 5 20.16

【解析】

由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液40mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余。當V（NaOH溶液）=400mL時，沉淀量最大，此時為氫氧化鎂和氫氧化鋁，二者物質的量之和為0.7mol，溶液中溶質為Na2SO4，從400mL開始，NaOH溶解氫氧化鋁，結合反應的方程式、消耗氫氧化鈉溶液的體積分析解答。

（1）根據圖像可知從400mL～480mL氫氧化鈉溶解氫氧化鋁，最終剩余的沉淀是氫氧化鎂，物質的量是0.3mol，根據鎂原子守恒可知合金中Mg的質量為0.3mol×24g/mol＝7.2g；

（2）根據圖像可知生成氫氧化鋁的物質的量是0.7mol－0.3mol＝0.4mol，溶解氫氧化鋁消耗氫氧化鈉是80mL，根據NaOH+Al（OH）3＝NaAlO2+2H2O可知消耗氫氧化鈉是0.4mol，則氫氧化鈉溶液的濃度是0.4mol÷0.08L＝5.0mol/L；沉淀量最大時為氫氧化鎂和氫氧化鋁，溶液中溶質為Na2SO4，根據鈉元素守恒可知此時n（NaOH）=2n（Na2SO4）=0.4L×5mol/L=2mol，所以n（Na2SO4）=1mol，因此硫酸的濃度為1mol÷0.4L=2.5mol/L；

（3）根據以上分析可知NaOH溶液的物質的量濃度為5.0 mol·L－1；

（4）根據以上分析可知n（Al）=0.4mol，n（Mg）=0.3mol，根據電子轉移守恒可知2n（H2）=3n（Al）+2n（Mg）=3×0.4mol+2×0.3mol=1.8mol，所以n（H2）=0.9mol，生成H2在標準狀況下的體積為0.9mol×22.4L/mol＝20.16L。