Question

把一定質量的鎂、鋁混合物投入到1mol?L^-1的鹽酸中，待金屬完全溶解后，向溶液中加入1mol?L^-1的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質量與加入氫氧化鈉溶液的體積關系如圖所示．則：
（1）金屬鋁的質量為______g
（2）a的取值范圍是______ml．
（3）n（Mg）/n（Al）的最大值是______．

Answer 1

（1）根據圖可知，首先發生的反應是中和過量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，然后是沉淀兩種金屬離子：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺⁺3OH^-=Al（OH）₃↓，最后是Al（OH）₃的溶Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，從橫坐標80mL到90mL這段可以求出n（Al（OH）₃）=0.01mol，則n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.01mol，即為0.27g，
故答案為：0.27；
（2）假設鹽酸溶解金屬后不剩，這種情況下，酸恰好與合金反應完全，即a=0，通過極值法，當合金中完全是鋁時，因為沉淀Al³⁺需要NaOH溶液的體積為30mL，從圖可知，中和過量的酸所消耗的堿液體積最大為50mL，但是假設不成立，最大值是不存在的，所以的取值范圍為 0≤a＜50，
故答案為：0≤a＜50；
（3）n（Al）=n（Al（OH）₃）=1mol?L^-1×0.01L=0.01mol，所以沉淀Al³⁺需要的OH^-為0.03mol，即NaOH溶液的體積為30mL，鎂離子和鋁離子沉淀完全消耗的堿的體積為80-a，若假設鹽酸不剩，所以沉淀Mg²⁺需要NaOH溶液的體積最大值為50mL，求出n （Mg）的最大值為0.025mol，所以該合金中鎂鋁兩元素物質的量之比的最大值為2.5，
故答案為：2.5．