Question

（1）我国是激光技术先进的国家，红宝石（Al₂O₃）是最早用于产生激光的材料。请用离子方程式来证明它是一种两性氧化物：____________、___________．

（2）取等质量的两份某镁铝合金分别加入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液中，产生的标准状况下H₂体积分别为33.6L、22.4L则该合金中镁、铝的物质的量之比为___________。

（3）将一定质量的镁铝合金溶解在500mL盐酸中，向反应后的溶液中逐滴加入2mol/L NaOH溶液，产生沉淀质量与碱溶液体积的关系如图所示．则盐酸的物质的量浓度（假设反应前后溶液体积的变化忽略不计）_______________．产生沉淀质量的最大值_____________g．

Answer

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH—=2AlO2—+H2O 3:4 2.8mol/L 33

【解析】

（1）氧化铝是两性氧化物，既能和强酸反应又能和强碱反应，均放出氢气；

（2）依据Mg+2HCl=MgCl2+ H2↑，2Al+6HCl=2AlCl3+3 H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2 NaAlO2+3 H2↑进行计算；

（3）由图象可知，当加入NaOH700mL时，沉淀达最大值，此时溶液中溶液溶质为NaCl，根据钠离子、氯离子守恒可知n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH），再根据c=

计算盐酸浓度；加入NaOH800mL时，发生Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，氢氧化铝完全溶解，消耗NaOH100mL，此时n（NaOH）=0.1L×2mol/L=0.2mol，以此可计算Al（OH）3的物质的量，加入NaOH溶液100mL～700mL时，发生Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++3OH-═Al（OH）3↓，结合该阶段消耗的NaOH计算n[Mg（OH）2]，再根据m=nM计算．

（1）氧化铝是两性氧化物，既能和强酸反应又能和强碱反应，离子方程式分别为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O；

故答案为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O；

（2）设镁的物质的量是xmol，铝的物质的量是2ymol，镁铝合金加入到氢氧化钠溶液时，只发生2Al+2NaOH+2H2O=2 NaAlO2+3 H2↑，依据反应的物质的量之比等于化学计量数之比，可知生成氢气的物质的量是3ymol，有题意知3y=1mol，可得铝的物质的量是同样该等量的合金与盐酸反应时铝与盐酸反应放出的氢气体积在标准状况下有应该是22.4L，说明没与盐酸反应生成氢气的体积是11.2L（标况下），有Mg+2HCl=MgCl2+ H2↑，可知镁的物质的量是0.5mol，镁、铝的物质的量之比为0.5mol：=3:4，

故答案为：3:4；

(3)由图象可知，当加入NaOH700mL时,沉淀达最大值,此时溶液中溶液溶质为NaCl，根据钠离子、氯离子守恒可知：n(HCl)=n(NaCl)=n(NaOH)=0.7L×2moL/L=1.4mol，

故盐酸的物质的量浓度=1.4mol0.5L=2.8mol/L，

答：盐酸的物质的量浓度为2.8mol/L；

加入NaOH800mL时，发生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，氢氧化铝完全溶解，消耗NaOH100mL，此时n(NaOH)=0.1L×2mol/L=0.2mol，可知Al(OH)3的物质的量=0.2mol，加入NaOH溶液100mL∼700mL时，发生Mg2++2OH−═Mg(OH)2↓、Al3++3OH−═Al(OH)3↓，故生成氢氧化铝消耗NaOH为0.2mol×3=0.6mol,则生成氢氧化镁消耗NaOH为(0.7−0.1)L×2mol/L−0.6mol=0.6mol,故n[Mg(OH)2]=0.6mol2=0.3mol，则沉淀的最大重量=0.3mol×58g/mol+0.2mol×78g/mol=33g，

答：沉淀的最大重量为33g.