Question

(11分)一定质量的镁、铝混合物投到2 mol·L^－1的盐酸中，待金属完全溶解后，向溶液中加入2 mol·L^－1的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示。则：

（1）80~90ml对应反应的离子方程式                      。

（2）金属铝的质量为______   _

（3）盐酸的体积是             ml。

（4）a的取值范围是___       __。

（5）n(Mg)/n(Al)的最大值是          。

Answer

（1）Al(OH)3+ OH－=AlO2－+2H2O （2）0.54g

（3）80 （4）0≤a＜50 （5）2.5

【解析】

试题分析：

（1）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【解析】
Al(OH)3+ OH－=AlO2－+2H2O，即80~90ml对应反应的离子方程式为Al(OH)3+ OH－=AlO2－+2H2O；

（2）从横坐标80mL到90mL这段可以求出n（Al（OH）3）=n（OH－）＝2 mol·L－1×＝0.02mol，则n（Al）=n（Al（OH）3）=0.02mol，即为0.54g；

（3）镁、铝混合物投到盐酸中，生成氯化镁和氯化铝，并且从图上可知盐酸过量，当加入氢氧化钠溶液后，氢氧化钠先与过量的酸反应生成氯化钠，后氢氧化钠又与氯化镁和氯化铝反应生成氯化钠，当氢氧化钠溶液的体积为80mL时，盐酸中的氯离子都与钠离子结合成氯化钠，根据原子守恒可知，n（HCl）＝n（NaOH）＝2 mol·L－1×，则盐酸的体积为V＝＝80mL；

（4）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，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50mL，但是假设不成立，最大值是不存在的，所以的取值范围为 0≤a＜50；

（5）n（Al）=n（Al（OH）3）=2mol•L-1×0.01L=0.02mol，所以沉淀Al3+需要的OH-为0.06mol，即NaOH溶液的体积为30mL，镁离子和铝离子沉淀完全消耗的碱的体积为80-a，若假设盐酸不剩，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0.05mol，所以该合金中镁铝两元素物质的量之比的最大值为0.05mol:0.02mol＝2.5。

考点:考查镁、铝的化学性质及计算

点评:本题考查了镁、铝的化学性质及计算，难度中等。解题时要注意根据镁铝的化学性质结合图像中的数量关系解答。（4）（5）两问可以采用假设法求极值。