Question

将一定质量的镁铝合金投入100 mL一定浓度的盐酸中，合金完全溶解，向所得溶液中滴加浓度为0.5 mol/L的NaOH溶液，生成的沉淀质量跟加入的NaOH溶液的体积关系如图。(横坐标体积单位是mL，纵坐标质量单位是g)

求：(1)合金中Mg，Al的质量_______________；

(2)所用HCl的物质的量浓度_______________。

Answer

m(Mg)=4.8 g，m(Al)=0.27 g 0.7 mol/L

【解析】

(1)由图可知，从加入氢氧化钠溶液就开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为140 mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液为NaCl，根据元素守恒可知n(HCl)=n(NaOH)，利用NaOH的物质的量及溶液的体积计算HCl的物质的量，结合HCl的体积，利用物质的量浓度定义式计算盐酸的浓度；该阶段消耗氢氧化钠140 mL，由氢氧根守恒可知3n[Al(OH)3]+2n[Mg(OH)2]=n(NaOH)；从加入氢氧化钠溶液140 mL～160 mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，利用该阶段中NaOH与Al(OH)3的物质的量，计算Al的物质的量和质量，结合总质量计算出原混合物中Al的质量。

(1)假设原混合物中Mg、Al的物质的量分别是x、y，沉淀最大值时Mg、Al形成的Mg2+、Al3+完全转化为Mg(OH)2和Al(OH)3，58x+78y=1.94g，在加入氢氧化钠溶液140 mL～160 mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，n(NaOH)=c·V=0.5 mol/L×0.02 L=0.01 mol，则n[Al(OH)3]=n(NaOH)=0.01 mol，n(Al)=0.01 mol，m[Al(OH)3]=0.01 mol×78 g/mol=0.78 g，根据Al元素守恒可知m(Al)=n·M=0.01 mol×27 g/mol=0.27 g；m[Mg(OH)2]=1.16g，n[Mg(OH)2]==0.02 mol，所以根据Mg元素守恒可知Mg的质量为m(Mg)=0.02 mol×24 g/mol=0.48 g；

(2)加入氢氧化钠溶液为140 mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液为氯化钠溶液，根据钠元素守恒此时溶液中n(NaCl)=n(NaOH)= 0.5 mol/L×0.14 L=0.07 mol，根据氯元素守恒n(HCl)=0.07 mol，所以根据物质的量浓度定义式可得盐酸的物质的量浓度为c==0.7 mol/L。