Question

附加：（10分）（1）把一定质量的镁、铝混合物投入到1mol·L^－1的盐酸中，待金属完全溶解后，向溶液中加入1mol·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金属铝的质量为________ g

②a的取值范围是________ mL。

（2）浓度分别为1mol /L的硫酸、氢氧化钠溶液各200mL分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为8:9，则甲、乙两烧杯中加入的铝的物质的量为            。

Answer

（1）0.27（3分） 0≤a＜50 （3分）

（2）0.15mol（4分）

【解析】

试题分析：（1）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，即为0.27g。

故答案为：0.27；

（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，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，

故答案为：0≤a＜50；

(3)发生反应有：2Al+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2↑；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，

讨论：（1）若酸碱均过量，则产生的氢气取决于铝，铝的质量相同，所以氢气相等1：1；

（2）若酸碱均不够，产生的氢气取决于酸碱，根据方程式，酸碱产生的比值为2：3；

（3）现在的比值是8：9，比值处于 2：3和1：1之间，由于铝消耗硫酸量大于碱，此时铝对于酸过量而对于碱不足；

假设加入铝的物质的量为x，浓度分别为1mol/L的硫酸、氢氧化钠溶液各200mL，物质的量都为0.2mol，

则2Al+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2↑；

3 3

0.2mol 0.2mol

两烧杯中，生成的气体体积比为甲：乙=8：9；所以铝和碱反应生成氢气的量为：0.225mol，且铝不足，

则 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，

2 3

x 0.225mol

x=0.15mol 故答案为：0.15mol；

考点：考查金属镁、铝的性质，特别是铝的两性，以及化学反应计算的综合能力。