Question

某镁铝合金Mg_xAl_y（其中x、y为整数）是贮氢材料，可在通入氩气的条件下，将一定化学计量比的Al、Mg单质在一定温度下熔炼制得．为测定该合金的成分，称取一定质量的样品放入600mL稀硫酸中，样品全部溶解并产生气体．待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与NaOH溶液的体积关系如图所示．完成下列问题：

（1）熔炼制取镁铝合金（Mg_xAl_y）时通入氩气的目的是_____________。

（2）NaOH溶液的物质的量浓度为____________。

（3）该镁铝合金（Mg_xAl_y）的化学式为_____________。

（4）该合金在一定条件下吸氢的化学方程式为：Mg_xAl_y+xH₂═xMgH₂+yA1,得到的混合物在6.0mol·L^-1HCl溶液中能完全释放出H₂，1mol Mg_xAl_y完全吸氢后得到的混合物与上述盐酸完全反应，释放出H₂的物质的量为__________________。

（5）将该镁铝合金置于NaOH溶液可以构成原电池，写出负极发生的反应_____________________。

（6）如图甲为甲醇燃料电池，乙池为铝制品表面“钝化”装置，两极分别为铝制品和石墨．M电极的材料是_________________。

Answer

防止镁铝被空气氧化 6mol·L﹣1 Mg17Al12 52mol Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O Al

【解析】

（1）金属镁和铝容易被氧气氧化，进入氩气可以防止镁铝被氧化；

（2）根据图2加入136.7mL氢氧化钠溶液时恰好生成0.29mol氢氧化铝和氢氧化铝沉淀，加入156.7mL氢氧化钠溶液时，沉淀被溶解的为氢氧化铝，据此可以计算出氢氧化铝、氢氧化铝的物质的量，根据质量守恒可知镁铝的物质的量之比；

（3）根据氢氧化铝与氢氧化钠反应的方程式及氢氧化铝的物质的量、氢氧化钠的体积计算出氢氧化钠的浓度；

（4）释放出的H2 包括Mg17Al12吸收的氢，还包括镁、铝和盐酸反应生成的氢气；

（5）镁铝合金置于NaOH溶液构成原电池，总反应为，Al失去电子发生氧化反应为负极；

（6）由装置图可知，b极通入气体后产生气体，c极通入气体后产生水，故b极通入为甲醇，c极通入的是氧气，原电池负极发生氧化反应，正极反应还原反应，所以b为正极，c为负极，M连接的为电源正极，则M为阳极，Al在阳极放电；

(1)熔炼制取镁铝合金（MgxAly）时通入氩气的目的是防止镁铝被空气中的氧气氧化，

故答案为：防止镁铝被空气氧化；

(2) 溶解0.12mol氢氧化铝消耗氢氧化钠的体积为：(156.7−136.7)mL=20mL，根据反应方程式可知，氢氧化钠的物质的量浓度为：，

故答案为：6mol·L﹣1；

(3) 氢氧化镁和氢氧化铝总物质的量为：0.29mol，加入过量氢氧化钠溶液后，剩余的0.17mol沉淀为氢氧化镁，则氢氧化铝沉淀的物质的量为0.12mol，根据质量守恒定律可知，原合金中镁和铝的物质的量之比为：0.17mol:0.12mol=17:12，所以该镁铝合金(MgxAly)的化学式为：Mg17Al12，

故答案为：Mg17Al12；

(4)1mol Mg17Al12完全吸氢17mol，在盐酸中会全部释放出来，镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2，1mol Mg17Al12完全反应生成氢气的物质的量分别为地17mol、18mol，则生成氢气一共(17+17+18)mol=52mol，

故答案为：52mol；

(5)由于镁不与氢氧化钠溶液反应，所以负极为铝，电解质为氢氧化钠溶液的负极反应为：，

故答案为：；

(6)由装置图可知，b极通入气体后产生气体，c极通入气体后产生水，故b极通入为甲醇，c极通入的是氧气，原电池负极发生氧化反应，正极反应还原反应，所以b为正极，c为负极，M连接的为电源正极，则M为阳极，Al在阳极放电；

故答案为：Al。