Question

【題目】將一定質量的鎂鋁合金投入100mL一定物質的量濃度的鹽酸中，若合金全部溶解，向所得溶液中滴加10.0 mol/L NaOH溶液至過量，生成沉淀的質量與加入氫氧化鈉溶液體積的關系如下圖所示。

(1)當加入NaOH溶液80mL到90mL時，發生反應的離子方程式為：_______________________________。

(2)當沉淀達到最大值時，其中Al(OH)3的質量為______________g；

(3)原鹽酸的物質的量濃度為_______________mol/L；

(4)若所取鹽酸的體積和濃度均保持不變，為保證加入100mL 10.0 mol/L NaOH溶液時最終無 Al(OH)3生成，則此時所取合金中含Al的物質的量即n(Al)的取值范圍為_________________。

Answer 1

【答案】Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O 7.8 8 0＜n(Al)≤0.2

【解析】

向所得溶液中滴加10.0mol/LNaOH溶液，在滴加NaOH溶液到體積為10mL過程中，沒有沉淀生成，說明鹽酸有剩余，發生反應NaOH+HCl=NaCl+H2O，10～80mL發生反應：MgCl2+2NaOH＝Mg(OH)2↓+2NaCl、AlCl3+3NaOH＝Al(OH)3↓+3NaCl，80mL時沉淀達最大值，溶液中溶質為NaCl，80～90mL發生反應：Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O，90mL時，沉淀質量不再減小，氫氧化鋁反應完全，溶液中溶質為NaAlO2、NaCl，結合反應的方程式和原子守恒解答。

（1）由圖像變化可知80～90mL時沉淀質量減少，說明氫氧化鈉溶解氫氧化鋁，則發生反應Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O；

（2）根據反應Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O由鋁元素守恒可知n[Al(OH)3]=n（NaAlO2）=0.01L×10.0mol/L=0.1mol，Al(OH)3的質量為0.1mol×78g/mol=7.8g；

（3）當加入NaOH溶液為80mL時沉淀達到最大值，溶質為NaCl，根據鈉離子、氯離子守恒可知：n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH）=0.08L×10.0mol/L=0.8mol，故c（HCl）=0.8mol÷0.1L=8mol/L；

（4）加入100mL10.0mol/LNaOH溶液后最終無Al(OH)3生成，Al3+轉化為AlO2-，溶質為NaCl、NaAlO2，沉淀為Mg(OH)2，根據鈉離子守恒：n（NaOH）≥n（NaCl）+n（NaAlO2），n（NaCl）=0.8mol，則n（NaAlO2）≤n（NaOH）-n（NaCl）=0.1L×10.0mol/L-0.8mol=0.2mol，由于是混合物，Al的物質的量不可能為0，故0＜n(Al)≤0.2mol。