Question

【題目】將一定質量的Mg-Al合金投入100mL一定物質的量濃度的某HCl溶液中，充分反應。向反應后的溶液中逐滴加入一定物質的量濃度的NaOH溶液，生成沉淀的質量與所加NaOH溶液的體積關系如下圖。回答下列問題：

（1）寫出OA段和BC段反應的離子方程式：

OA：___________ ； BC：_____________；

（2）原Mg-Al合金的質量是_____________。

（3）原HCl溶液的物質的量濃度是________________。

（4）所加NaOH溶液的物質的量濃度是____________。

Answer 1

【答案】H++OH-=H2O； Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 5.1g 6mol/L 5mol/L

【解析】

本題主要考查鋁及其化合物。

Mg-Al合金與HCl溶液反應后生成MgCl2和AlCl3，MgCl2與NaOH反應生成Mg(OH)2沉淀，AlCl3與NaOH反應生成Al(OH)3沉淀，NaOH過量時，Al(OH)3沉淀與NaOH溶液反應生成NaAlO2溶液。由圖可知，起始加入NaOH溶液時，無沉淀產生，說明Mg-Al合金與HCl溶液反應后HCl有剩余，則OA段發生NaOH和HCl的酸堿中和反應，AB段發生沉淀反應生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀，BC段沉淀的質量減少，發生Al(OH)3沉淀溶解反應生成NaAlO2，最終沉淀為Mg(OH)2。

（1）根據分析可知OA段的離子方程式為：H++OH-=H2O，BC段的離子方程式為Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；

（2）根據分析C點對于沉淀為Mg(OH)2，質量為5.8g，根據鎂元素守恒，則 Mg的物質的量為n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.1mol，根據B點沉淀總質量為13.6g，C點沉淀質量為5.8g，則B點生成的Al(OH)3沉淀的質量為7.8g，根據鋁元素守恒，則Al的物質的量為n(Al)=n[Al(OH)3]=0.1mol，則原Mg-Al合金的質量為0.1mol×24g/mol+0.1mol×27g/mol=5.1g；

（3）BC段發生反應Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，0.1mol Al(OH)3消耗NaOH的物質的量為0.1mol，溶液體積為20mL，則NaOH溶液的物質的量濃度為0.1mol/0.02L=5mol/L。B點消耗NaOH的物質的量為0.12L×5mol/L=0.6mol，B點溶液中溶質為NaCl，根據氯元素守恒，則原鹽酸中含有HCl的物質的量為0.6mol，則原HCl溶液的物質的量濃度為0.6mol/0.1L=6mol/L；

（4）根據（3）中分析可知NaOH溶液的物質的量濃度為5mol/L。據此解答。

Mg-Al合金與HCl溶液反應后生成MgCl2和AlCl3，MgCl2與NaOH反應生成Mg(OH)2沉淀，AlCl3與NaOH反應生成Al(OH)3沉淀，NaOH過量時，Al(OH)3沉淀與NaOH溶液反應生成NaAlO2溶液。由圖可知，起始加入NaOH溶液時，無沉淀產生，說明Mg-Al合金與HCl溶液反應后HCl有剩余，則OA段發生NaOH和HCl的酸堿中和反應，AB段發生沉淀反應生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀，BC段沉淀的質量減少，發生Al(OH)3沉淀溶解反應生成NaAlO2，最終沉淀為Mg(OH)2。

（1）根據分析可知OA段的離子方程式為：H++OH-=H2O，BC段的離子方程式為Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。本小題答案為；H++OH-=H2O；Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。

（2）根據分析C點對于沉淀為Mg(OH)2，質量為5.8g，根據鎂元素守恒，則 Mg的物質的量為n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.1mol，根據B點沉淀總質量為13.6g，C點沉淀質量為5.8g，則B點生成的Al(OH)3沉淀的質量為7.8g，根據鋁元素守恒，則Al的物質的量為n(Al)=n[Al(OH)3]=0.1mol，則原Mg-Al合金的質量為0.1mol×24g/mol+0.1mol×27g/mol=5.1g。本小題答案為：5.1g。

（3）BC段發生反應Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，0.1mol Al(OH)3消耗NaOH的物質的量為0.1mol，溶液體積為20mL，則NaOH溶液的物質的量濃度為0.1mol/0.02L=5mol/L。B點消耗NaOH的物質的量為0.12L×5mol/L=0.6mol，B點溶液中溶質為NaCl，根據氯元素守恒，則原鹽酸中含有HCl的物質的量為0.6mol，則原HCl溶液的物質的量濃度為0.6mol/0.1L=6mol/L。本小題答案為：6mol/L。

（4）根據（3）中分析可知NaOH溶液的物質的量濃度為5mol/L。