Question

将可能含有少量碳、硅杂质的a克镁铝合金投入100 mL一定物质的量浓度的盐酸中，合金部分溶解，过滤，向所得溶液中滴加5 mol/L NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积的关系如图所示。

（1）原合金中Mg、Al的质量各是多少？

（2）盐酸的物质的量浓度是多少？

（3）取过滤后所得滤渣，向其中加入足量1mol/L NaOH溶液，可生成标准状况下0.112LH₂，则a的最小值是多少？

Answer

（1）Mg：4.8g Al：2.7g

（2）8mol/L（3）7.57g

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知，加入NaOH溶液0--20mL过程中并没有产生沉淀，这说明反应中盐酸剩余，加入的氢氧化钠与盐酸发生中和反应，则反应方程式为HCl + NaOH═NaCl+ H2O。继续加入氢氧化钠溶液开始出现沉淀，当沉淀达到最大值时，再加入氢氧化钠溶液沉淀开始减少，这说明此时氢氧化铝开始溶解在氢氧化钠溶液中，所以160—180mL过程中反应方程式为Al(OH)3 + NaOH ═NaAlO2 +2 H2O。

（2）溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液体积是180ml—160ml＝20ml，根据Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O，所以铝离子的物质的量是5mol/L×0.02L＝0.1mol，铝的质量是2.7g；根据方程式Al3＋＋3OH－＝Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O，生成氢氧化铝沉淀需要氢氧化钠溶液的体积是60ml，则与镁离子结合的氢氧化钠溶液的体积是160ml—20ml—60ml＝80ml，物质的量是5mol/L×0.08L＝0.4mol。所以根据方程式Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓，可知镁离子的物质的量是0.2mol，因此根据原子守恒可知金属镁的质量是0.2mol×24g/mol＝4.8g；当沉淀达到最大值时消耗氢氧化钠是160ml，物质的量是0.8mol，溶液中生成得氯化钠是0.8mol，因此根据氯离子守恒可知所用HCl 的物质的量浓度为0.8mol÷0.1L＝8mol/L。（3）过滤后所得滤渣中含有硅，向其中加入足量1mol/L NaOH溶液，发生反应，

根据

X=0.07g

则a的最小值是多少2.7g+4.8g+0.07g=7.57g。

考点：本题考查化学镁、铝的性质，化学计算。