把一小块镁铝合金溶于100ml盐酸中,然后向其中滴入1摩尔每升的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量和加入
通过题目和氯化镁、氯化铝、氢氧化铝与氢氧化钠的反应方程式可以很快算出,这一小块镁铝合金中镁和铝的物质的量都为0.01mol;
Al和Ba(OH)2的反应方程式为:2H2O+2Al+Ba(OH)2=3H2↑+Ba(AlO2)2,所以Ba(OH)2过量了,所以有一半的Ba(OH)2即0.005摩尔剩余;
刚滴加稀硫酸只会生成硫酸钡沉淀,然后过一段时间是同时生成硫酸钡和氢氧化铝沉淀(所以沉淀速率增长加快),之后是钡离子和偏铝酸根离子消耗完,同时开始溶解氢氧化铝(所以沉淀质量减少),待氢氧化铝消耗完开始溶解Mg(因为单位硫酸能消耗的氢氧化铝的质量比Mg多,所以沉淀的质量下降速率降低),最后硫酸钡是无法溶解的所以沉淀的质量不会变化啦~~
差不多是这样啦~~画图水平有限,具体数据自己算吧~~我就不帮你啦~~
AC、由图可知,从开始至加入NaOH溶液10mL,没有沉淀生成,说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余,此时发生的反应为:HCl+NaOH=NaCl+H2O.继续滴加NaOH溶液,到氢氧化钠溶液为50mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,溶液为氯化钠溶液.再继续滴加NaOH溶液,氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O.由图可知,从加入10m氢氧化钠溶液开始产生沉淀,加入氢氧化钠溶液为50mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,该阶段消耗氢氧化钠40mL,由氢氧根守恒可知3n[Al(OH)3]+2n[Mg(OH)2]=n(NaOH)=(0.05L-0.01L)×1mol/L=0.04mol.从加入氢氧化钠溶液50mL~60mL溶解氢氧化铝,该阶段发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,所以n[Al(OH)3]=(0.06L-0.05L)×1mol/L=0.01mol,故3×0.01mol+2n[Mg(OH)2]=0.04mol,解得n[Mg(OH)2]=0.005mol,由元素守恒可知n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.005mol,
则镁铝合金的质量为0.005mol×24g/mol+0.01mol×27g/mol=0.39g,故A正确,C错误;
B、加入氢氧化钠溶液为50mL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)=0.05L×1mol/L=0.05mol,根据氯元素守恒n(HCl)=0.05mol,故盐酸的物质的量浓度为
| 0.05mol |
| 0.1L |
D、由图可知,从开始至加入NaOH溶液10mL,没有沉淀生成,说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余,故D错误.
故选A.
mMg=0.12g
(2)0.5mol/L
(3)1.07g
首先看图,在加入氢氧化钠后有10ml不产生沉淀,说明溶液中有盐酸剩余,则镁铝合金反应完全;在B点沉淀质量最大,说明溶液中所有Mg、Al都完全转化为沉淀,消耗了40ml氢氧化钠;而由B到C这一段则是氢氧化铝和氢氧化钠反应,消耗了10ml氢氧化钠。
列出所有反应方程式,先根据B到C算出铝的量,再由A到B算出镁的量,盐酸的量就是与10ml氢氧化钠反应的量加上和镁铝反应的量,至于B点的沉淀质量就根据镁铝的量计算就好了。
(1)NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O
1mol 1mol
0.01mol 0.01mol
mAl=0.27g
NaOH+AlCl3= Al(OH)3↓+3NaCl
3 mol 1 mol
0.03 mol 0.01 mol
NaOH+MgCl2= Mg(OH)2↓+2NaCl
2 mol 1 mol
0.01 mol0.005 mol
mMg=0.12g
(2)Mg + 2HCl= MgCl2+ H2↑
1mol2 mol
0.005 mol 0.01 mol
2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2↑
2mol6 mol
0.01 mol 0.03 mol
NaOH+HCl=NaCl+H2O
1mol1mol
0.01 mol 0.01 mol
n HCl=(0.01mol+0.03 mol+0.01 mol)/(0.1L)=0.5 mol/L
(3)m=0.01mol*78g/mol+0.005mol*58g/mol=1.07g
| 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.
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。 |
+
2NaOH+
2H2O
=
2NaAlO2+
3H2↑
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》。。)
把一块镁铝合金投入到1mol/L HCl溶液里,待合金完全溶解后,往溶液里加入1mol/L NaOH溶液,生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如下图A所示。下列说法中不正确的是
A.的取值范围为 0≤a<50
B.n(Mg):n(Al)的最大值为2.5
C.若将关系图改为B图时,则的取值范围为80<a<90
D.若将关系图改为C图时,则的取值范围为75<a<90
答案 C
解析:本题考查元素化合物的知识。根据图A可知,首先发生的反应是中和过量的酸:H++OH-=H2O,然后是沉淀2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,所以沉淀Al3+需要的OH-为0.03mol,即NaOH溶液的体积为30mL,所以沉淀Mg2+需要NaOH溶液的体积最大值为50mL,求出n (Mg)的最大值为0.025mol,这种情况下,酸恰好与合金反应完全,即a=0,的最大值为2.5,B选项正确;通过极值法,当合金中完全是铝时,因为沉淀Al3+需要NaOH溶液的体积为30mL,从图A可知,中和过量的酸所消耗的碱液体积为50mL,所以n(Mg):n(Al)的最大值为50,
但是最大值是不存在的,所以的取值范围为 0≤a<50,A选项正确;所以0≤a≤50"是错的。
将关系图改为B图时,说明沉淀Mg2+、Al3+所需要碱液的体积为50mL,假设合金中完全是金属镁,则产生的沉淀不溶解,则a=80,假设合金中完全是金属铝,则n(Al3+)= n(Al(OH)3)=mol,则溶解Al(OH)3所需要的n(OH-)=mol,需要碱液的体积为0.05/3mL.a=(80+50/3mL)=290/3mL,C选项错误;将关系图改为C图时,假设合金中完全是金属镁,则产生的沉淀不溶解,则a=90,假设合金中完全是金属铝,根据反应:Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,可以看出两个阶段消耗碱液的体积之比为3:1,则a=75,D选项正确。