把一块镁铝合金投入到1mol/L盐酸中,待合金完全溶解后,再往溶液里加入1mol/LNaOH溶液,生成沉淀的物质的
根据图可知,首先发生的反应是中和过量的酸:H++OH-=H2O,然后是沉淀两种金属离子:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓,最后是Al(OH)3的溶解:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,从横坐标80mL到90mL这段可以求出n[Al(OH)3]=0.01mol,则n(Al)=n(Al(OH)3)=0.01mol,所以Al3+消耗的NaOH溶液的体积为
| 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.
A、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;第二阶段,氢氧化铝沉淀Al3++3OH-=Al(OH)3,该过程需要NaOH0.03mol,体积为30mL,假设无Mg2+,a=50,而实际存在Mg2+,当没有盐酸剩余时,a=0,所以0≤a<50,故A正确.
B、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+)=n(Al)=0.01mol;第二阶段,氢氧化铝沉淀Al3++3OH-=Al(OH)3,该过程需要NaOH0.03mol,体积为30mL;当a=0时,盐酸没有剩余,与氢氧化钠反应的离子是镁离子和铝离子,铝离子一定,镁离子物质的量最大,此时与镁离子反应的氢氧化钠的体积=80mL-30mL=50mL,50mL氢氧化钠的物质的量为0.05mol,镁离子的物质的量是0.025mol,所以
| n(Mg) |
| n(Al) |
| 0.025mol |
| 0.01mol |
C、采用极值法计算,当没有铝离子时,生成的沉淀不和氢氧化钠反应导致a值最小,80=a;当生成的沉淀全部是氢氧化铝时,氢氧化铝能和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,导致a值最大,生成氢氧化铝沉淀所用的氢氧化钠体积是溶解氢氧化铝所用氢氧化钠体积的3倍,所以溶解氢氧化铝所用氢氧化钠的体积为
| 50 |
| 3 |
D、采用极值法计算,当没有铝离子时,生成的沉淀全部是氢氧化镁,氢氧化镁和氢氧化钠不反应,此时a值最大为90;当生成的沉淀全部是氢氧化铝,生成的氢氧化铝又能和氢氧化钠完全转化为偏铝酸钠时a值最小,生成氢氧化铝所用的氢氧化钠与溶解氢氧化铝所用的氢氧化钠的体积之比=3:1,所以a=
| 90?30 |
| 4 |
故选C.
| D |
| 从开始到沉淀量最大的过程中,涉及的反应有Mg+2H + =Mg 2 + +H 2 ↑、2Al+6H + =2Al 3 + +3H 2 ↑、H + +OH - =H 2 O、Mg 2 + +2OH - =Mg(OH) 2 ↓、Al 3 + +3OH - =Al(OH) 3 ↓,此时消耗的NaOH的物质的量等于HCl的总物质的量,A正确;80 mL~90 mL的NaOH溶液用于溶解Al(OH) 3 :Al(OH) 3 +OH - =AlO 2 - +2H 2 O,故形成Al(OH) 3 沉淀消耗NaOH溶液的体积是30 mL,所以a<50,B项正确;从题图来看,若a=0,则Mg 2 + 的最大值是0.025 mol,而a≠0,故C正确;当a为30时,得到Mg(OH) 2 、Al(OH) 3 沉淀的物质的量均为0.01 mol,共0.02 mol,D项不正确。 |
Mg+2HCl=MgCl2+H2
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3 ↓+ 3NaCl
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
氢氧化钠的体积为80毫升时,沉淀最多,再加10毫升,氢氧化铝完全溶解。从方程式看出, 溶解氢氧化铝用10毫升氢氧化钠,由氯化铝生成氢氧化铝沉淀需要30毫升氢氧化钠。总计用去氢氧化钠40毫升,所以沉淀Mg2+最多用去氢氧化钠90-40=50毫升,所以a的取值范围为0≤a<50.
A是正确的。
n(Mg)/n(Al)=(50/2)/(30/3)=2.5
B是正确的。
假设都是铝,生成氢氧化铝沉淀用氢氧化钠80-30=50毫升,溶解需要50/3毫升氢氧化钠,氢氧化钠的总体积=50+50/3毫升。
假设都是镁,生成氢氧化镁后,不再需要溶解,即需要氢氧化钠的体积为80毫升
C是错误的。
假设都是铝,3(90-a)=a-30,a=75(生成氢氧化铝所需的氢氧化钠是溶解氢氧化铝所需氢氧化钠的3倍)
假设都是镁,生成氢氧化镁后,不再需要溶解,即需要氢氧化钠的体积为90毫升。
所以75<a<90.
D是正确的
选C。