有一块镁铝合金21g与足量盐酸反应共成氢气22.4L(标准状况)。求合金中镁铝的物质的量之比? 计算详解
题干分析:
1mol镁24g,可生成氢气1mol;
1mol铝27g,可生成氢气1.5mol。
实际生成氢气22.4L,即1mol。
解题:
设合金中有镁 x mol,铝 y mol,则有
24*x+27*y=21
x+1.5y=1
解上面两个方程得到 x=0.5mol,y=0.33 mol,物质质量比为镁:铝=3:2
如果是选择题还可以画图解,不用解方程求出镁、铝的量,可以节省点时间。
镁铝合金与盐酸反应后是生成氯化镁,氯化铝;
在加入过量NaOH溶液,镁被沉淀,而铝一开始也被沉淀,但NaOH过量又会溶解氢氧化铝:NaOH + Al(OH)3 ==== NaAlO2 + 2H2O 因为氢氧化铝是两性氢氧化物,既可以表现碱性,又可以表现出酸性,可以与强碱反应。(类似的还有氢氧化锌之类的)
所以最后溶液中应含有NaAlO2,NaOH,NaCl,H2O
X+1.5Y=1 解方程,X=0.5mol, Y=1/3mol 所以物质的量之比为3比2
得到Mg(OH)2沉淀,灼烧后,最终得到的是MgO固体
反应前是Al、Mg合金,反应后只有MgO固体,Mg元素的质量不变,得到固体的质量与原合金质量相同,所以O元素的质量=Al元素的质量
合金中铝的含量为=MgO中O元素的含量=16/(24+16)*100%=40%
| 0.01mol×3 |
| 1mol/L |
(1)沉淀量最大时,溶液溶质为NaCl,此时加入1mol/L NaOH溶液的体积为80mL,根据氯离子、钠离子守恒可知n(HCl)=n(NaCl)=n(NaOH),所以V(HCl)×1mol/L=1mol/L×80mL,所以V(HCl)=80mL,
答:盐酸的体积为80mL;
(2)假设盐酸溶解金属后不剩,这种情况下,酸恰好与合金反应完全,即a=0,通过极值法,当合金中完全是铝时,当金属全部是金属铝时剩余的酸最多,因为沉淀Al3+需要NaOH溶液的体积为30mL,从图可知,中和过量的酸所消耗的碱液体积最大为80mL-30mL=50mL,最大值是不存在的,所以a的取值范围为 0≤a<50,
答:a的取值范围为 0≤a<50;
(3)第三阶段,氢氧化铝溶解Al(OH)3 +NaOH=NaAlO2+2H2O,因为此时消耗NaOH10mL,所以n(Al3+)=0.01mol,第四阶段无反应,沉淀全为Mg(OH)2,若a=0,n(Mg2+)取得最大值,第一阶段,和Al3+反应的NaOH为30mL,所以此时和Mg2+反应的NaOH为50ml,(Mg2+)max=0.025mol,所以0<n(Mg2+)<0.025mol,
答:n(Mg2+)的取值范围为0<n(Mg2+)<0.025mol;
(4)a=30时,和Mg2+反应的NaOH溶液为(80-30-30)=20ml,此时n(Mg2+)=1mol/L×0.02L×
| 1 |
| 2 |
答:b的值为0.02.
2Al + 2NaOH+ 4H2O == 2AL(OH)3 + 3H2↑
AL(OH)3+NaOH==Na[AL(OH)4]
(其实镁元素可以看为是与氢氧化钠里面的水反应,而后结合氢氧根的》.)