Question

将一定质量的镁和铝混合物投入200mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入5mol•L-1 NaOH溶液，生成沉淀的

Answer 1

解题思路：由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O．当V（NaOH溶液）=200mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，二者物质的量之和为0.35mol，溶液中溶质为Na₂SO₄，根据钠元素守恒可知此时n（Na₂SO₄）等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n（NaOH）的[1/2]倍．从200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）₃：NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，当V（NaOH溶液）=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg（OH）₂，物质的量为0.15mol，所以沉淀量最大，Mg（OH）₂为0.15mol，Al（OH）₃为0.35mol-0.15mol=0.2mol，由于从200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）₃：NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，所以该阶段消耗n（NaOH）=n[Al（OH）₃]=0.2mol，以此来计算．

由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O．当V（NaOH溶液）=200mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，二者物质的量之和为0.35mol，溶液中溶质为Na₂SO₄，根据钠元素守恒可知此时n（Na₂SO₄）等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n（NaOH）的[1/2]倍．从200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）₃：NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，当V（NaOH溶液）=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg（OH）₂，物质的量为0.15mol，所以沉淀量最大，Mg（OH）₂为0.15mol，Al（OH）₃为0.35mol-0.15mol=0.2mol，由于从200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）₃：NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，所以该阶段消耗n（NaOH）=n[Al（OH）₃]=0.2mol，

（1）混合物中镁与铝的质量之比为0.15mol×24g/mol：0.2mol×27g/mol=2：3，故答案为：2：3；

（2）由上述分析可知，从200mL到240mL可知c（NaOH）=[0.2mol/0.24L−0.2L]=5mol/L，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液中溶质为Na₂SO₄，根据钠元素守恒可知此时n（Na₂SO₄）等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n（NaOH）的[1/2]倍，所以n（Na₂SO₄）=[1/2]×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的浓度为[0.5mol/0.2L]=2.5mol/L，故答案为：2.5．

点评：

本题考点： 铝的化学性质；镁的化学性质；有关混合物反应的计算．

考点点评： 本题考查镁铝的重要化合物及图象题的形式考查分析及计算能力，把握图象各阶段中的反应及物质的量的关系为解答的关键，注意利用守恒法计算，题目难度中等．