将一定质量的镁和铝混合物投入200mL硫酸中,固体全部溶解后,向所得溶液中加入5mol•L-1 NaOH溶液,生成沉淀的

将一定质量的镁和铝混合物投入200mL硫酸中,固体全部溶解后,向所得溶液中加入5mol•L-1 NaOH溶液,生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示.请通过计算回答:
(1)混合物中镁与铝的质量之比______,
(2)硫酸的物质的量浓度为______mol•L-1
flyinglinlin 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:由图象可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余,此时发生的反应为:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O.当V(NaOH溶液)=200mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,二者物质的量之和为0.35mol,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的[1/2]倍.从200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,当V(NaOH溶液)=240mL时,沉淀不再减少,此时全部为Mg(OH)2,物质的量为0.15mol,所以沉淀量最大,Mg(OH)2为0.15mol,Al(OH)3为0.35mol-0.15mol=0.2mol,由于从200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,所以该阶段消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol,以此来计算.

由图象可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余,此时发生的反应为:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O.当V(NaOH溶液)=200mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,二者物质的量之和为0.35mol,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的[1/2]倍.从200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,当V(NaOH溶液)=240mL时,沉淀不再减少,此时全部为Mg(OH)2,物质的量为0.15mol,所以沉淀量最大,Mg(OH)2为0.15mol,Al(OH)3为0.35mol-0.15mol=0.2mol,由于从200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,所以该阶段消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol,
(1)混合物中镁与铝的质量之比为0.15mol×24g/mol:0.2mol×27g/mol=2:3,故答案为:2:3;
(2)由上述分析可知,从200mL到240mL可知c(NaOH)=[0.2mol/0.24L−0.2L]=5mol/L,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的[1/2]倍,所以n(Na2SO4)=[1/2]×0.2L×5mol/L=0.5mol,所以硫酸的浓度为[0.5mol/0.2L]=2.5mol/L,故答案为:2.5.

点评:
本题考点: 铝的化学性质;镁的化学性质;有关混合物反应的计算.

考点点评: 本题考查镁铝的重要化合物及图象题的形式考查分析及计算能力,把握图象各阶段中的反应及物质的量的关系为解答的关键,注意利用守恒法计算,题目难度中等.

1年前

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