Question

将一定质量的镁、铝合金投入一定浓度的100 mL盐酸中，使合金全部溶解，向所得溶液中滴加5.00 mol/L的NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。

试求：(1)原合金中铝的质量分数。

(2)盐酸的物质的量浓度。

Answer

(1)36% (2)8mol/L

【解析】

试题分析：(1)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+H2O．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．

由元素守恒可知，n(Al)=n[Al(OH)3]=7.8g÷78g/mol=0.1mol，

所以m(Al)=0.1mol×27g/mol=2.7g，

n(Mg)=n[Mg(OH)2]=11.6g÷58g/mol=0.2mol，

所以m(Mg)=0.2mol×24g/mol=4.8g，

合金中铝的质量分数为2.7g÷(4.8g+2.7g)×100%=36%；

(2)加入20mLNaOH溶液，恰好中和剩余的盐酸，此时溶液中溶质为AlCl3、MgCl2、NaCl，

根据氯元素守恒有n(HCl)=3n(AlCl3)+2n(MgCl2)+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(AlCl3)+2n(MgCl2)+n(NaCl)=3×0.1mol+2×0.2mol+0.1mol=0.8mol，

原盐酸的物质的量浓度为0.8mol÷0.1L=8mol/L。

【考点定位】考查镁铝化合物性质、混合物的计算

【名师点晴】分析图象各阶段的发生的反应是解题关键，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+H2O．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；加入20mLNaOH溶液，恰好中和剩余的盐酸，此时溶液中溶质为AlCl3、MgCl2、NaCl，根据氯元素守恒有n(HCl)=3n(AlCl3)+2n(MgCl2)+n(NaCl)，根据钠元素守恒此时溶液中n(NaCl)=n(NaOH)，据此计算出n(HCl)。