将一定质量的镁铝合金投入一定浓度的100毫升盐酸中,使合金全部溶解,
镁铝合金用盐酸溶解,生成MgCl2与AlCl3,加入适量NaOH,将Mg2+与Al3+全部沉淀,得到Mg(OH)2与Al(OH)3的混合物,质量为19.4g。继续加入NaOH溶液,Al(OH)3为两性氢氧化物,能够溶解在过量的氢氧化钠中,而Mg(OH)2不会溶解,因此剩余质量11.6g为Mg(OH)2的质量,n=11.6/58=0.2mol,因此原合金中含镁0.2mol=4.8g。沉淀减少的质量为Al(OH)3的质量=19.4-11.6=7.8g,n=7.8/78=0.1mol,得到原合金中含铝0.1mol=2.7g。因此镁的质量分数为4.8/(2.7+4.8)=64%,铝的质量分数为2.7/(2.7+4.8)=36%
由图可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后有剩余,此时发生的反应为:HCl+NaOH=NaCl+H 2 O.继续滴加NaOH溶液,到沉淀量最大,此时为Mg(OH) 2 和Al(OH) 3 ,二者质量之和为19.4g,溶液为氯化钠溶液.再继续滴加NaOH溶液,到沉淀量开始进行,到沉淀量最小时,沉淀为Mg(OH) 2 ,质量为11.6g,故到沉淀量最大,Al(OH) 3 的质量为19.4g-11.6g=7.8g. (1)由元素守恒可知,n(Al)=n[Al(OH) 3 ]=
n(Mg)=n[Mg(OH) 2 ]=
答:原合金中镁的质量为4.8g,铝的质量是2.7g. (2)加入20mLNaOH溶液,恰好中和剩余的盐酸,此时溶液中溶质为AlCl 3 、MgCl 2 、NaCl,根据氯元素守恒有n(HCl)=3n(AlCl 3 )+2n(MgCl 2 )+n(NaCl),根据钠元素守恒此时溶液中n(NaCl)=n(NaOH)=0.02L×5mol/L=0.1mol,所以n(HCl)=3n(AlCl 3 )+2n(MgCl 2 )+n(NaCl)=3×0.1mol+2×0.2mol+0.1mol=0.8mol,原盐酸的物质的量浓度为
答:盐酸的物质的量浓度为8mol/L. |
答:合金中mg的质量为4.8g.
②加入氢氧化钠溶液为160ml时,沉淀量最大,此时为mg(oh)2和al(oh)3,溶液为氯化钠溶液,根据钠元素守恒此时溶液中n(nacl)=n(naoh)=0.16l×5mol/l=0.8mol,根据氯元素守恒n(hcl)=0.8mol,故盐酸的物质的量浓度为
0.8mol
0.1l
=8mol/l.
答:盐酸的物质的量浓度为8mol/l.
③根据①②的分析,n[al(oh)3]=0.1mol,n[mg(oh)2]=0.2mol,二者的总质量m=0.1mol×78g/mol+0.2mol×58g/mol=19.4g,答:a的值是19.4.
故答案为:4.8g;
②由①计算可知,n(Al)=n[Al(OH)3]=(0.18L-0.16L)×5mol/L=0.1mol,故m(Al)=0.1mol×27g/mol=2.7g,
故答案为:2.7;
③加入氢氧化钠溶液为160mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,溶液为氯化钠溶液,根据钠元素守恒此时溶液中n(NaCl)=n(NaOH)=0.16L×5mol/L=0.8mol,根据氯元素守恒n(HCl)=0.8mol,故盐酸的物质的量浓度为
0.8mol |
0.1L |
故答案为:8.
假定最高点是19.4 g,平台是11.6 g
NaOH先要中和盐酸,用了20 mL NaOH中和完毕。此时,OH-便和Mg2+、Al3+生成沉淀,
在V=160 mL,将Mg2+、Al3+完全沉淀,但Al(OH)3与OH-还要继续发应生成AlO2-,
在V=180 mL,Al(OH)3全部生成AlO2-。
所以 11.6 g沉淀是Mg(OH)2,物质的量0.2 mol
Mg的质量 =24*0.2 = 4.8 g
Al(OH)3的质量19.4-11.6 = 7.8 g,物质的量0.1 mol.
Al的质量 =27*0.1 = 2.7 g
用于和金属反应的HCl
Al -- 3Cl-Mg--2Cl-
0.1 0.30.2 0.4
用于和NaOH反应的HCl(mol):
OH- --- HCl
0.1 0.1
所以100ML盐酸溶液中有0.3+0.4+0.1 = 0.8 mol HCl,
物质的量浓度 c =0.8/(100*0.001) = 8 mol/L
答案:Mg的质量 4.8 g,Al的质量 2.7 g,盐酸物质的量浓度8 mol/L
所以镁和铝的物质的量之比=0.15mol:0.2mol=3:4,
故答案为:3:4;
(2)氢氧化钠溶液体积200-240mL时,氢氧化钠和氢氧化铝反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,根据方程式知,C(NaOH)=
0.2mol |
(0.24?0.2)L |
当沉淀最大时,镁离子和铝离子全部转化为Mg(OH)2、Al(OH)3,溶液中的溶质是Na2SO4,
根据硫酸钠的化学式得
1 |
2 |
| ||
0.2L |
故答案为:2.5mol/L;
(3)过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠,反应方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,根据方程式知,生成n(NaOH)=
| ||
2 |
| ||
2 |
铝和氢氧化钠反应生成氢气,反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,根据方程式知,0.2mol完全溶解需要n(NaOH)=0.2mol<0.4mol,所以氢氧化钠过量,则生成氢气体积=
0.2mol |
2 |
所以生成气体体积=1.12L+6.72L=7.84L,
故答案为:7.84L.
所以 11.6克沉淀是mg(oh)2=0.2molW(Mg)=4.8G
Al(OH)3=19.4-11.6=7.8g=0.1mol.
用于和金属反应的HCl(mol):
Al -- 3Cl-Mg--2Cl- Cl- --- HCl
0.1 0.3 0.2 0.40.7 0.7
用于和NaOH反应的HCl(mol):
OH- --- HCl
0.1 0.1
所以100ML盐酸溶液中有0.8Mol HCL,C =0.8/(100*0.001)=8mol/l.
①4.8 ②2.7 ③8 |
略 |