Question

將一定質量的鎂、鋁合金投入100 mL一定物質的量濃度的HCl中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol·L^-1 NaOH溶液到過量，生成沉淀的質量與加入的NaOH溶液體積關系如下圖。

求：（1）原合金中Mg、Al質量各是多少？
（2）鹽酸的物質的量濃度。

Answer 1

（1）Mg、Al的質量分別為4.8 g、2.7 g。
（2）鹽酸的物質的量濃度為8 mol·L^-1

（1）由圖知：沉淀先生成后溶解的是Al（OH）₃，質量是（19.4-11.6） g="7.8" g，即0.1 mol，對應的鋁也是0.1 mol，質量是2.7 g。其余的11.6 g沉淀應為Mg（OH）₂，物質的量為0.2 mol，對應的鎂也是0.2 mol，質量是4.8 g。（2）溶解金屬消耗的鹽酸是0.1 mol×3+0.2 mol×2="0.7" mol剩余的鹽酸消耗了 20 mL 5 mol·L^-1 NaOH溶液，物質的量是5 mol·L^-1×0.02 L="0.1" mol，所以鹽酸總的物質的量是0.7 mol+0.1 mol="0.8" mol，可得鹽酸的物質的量濃度c="0.8" mol/0.1 L="8" mol·L^-1。
解：Mg、Al在整個反應中的變化過程為：
Mg ～  MgCl₂ ～  Mg（OH）₂      Al ～  AlCl₃ ～ Al（OH）₃ ～  NaAlO₂
24 g    1mol        58g          27 g    1 mol       78 g
m（Mg）  n（MgCl₂）  11.6 g      m（Al）  n（AlCl₃）  19.4 g-11.6 g
m（Mg）="4.8" g
n（MgCl₂）="0.2" mol  m（Al）="2.7" g  n（AlCl₃）="0.1" mol
根據Cl^-守理可得：n（HCl）=n（Cl^-）=n（MgCl₂）×2+n（AlCl₃）×3+0.1 mol
="0.2" mol×2+0.1 mol×3+0.1 mol="0.8" mol
c（HCl）=="8" mol·L^-1