由于镁合金具有硬度大、密度小、散热性好、抗震性好等优异性能它被用于制笔记本电脑外壳、竞赛自行车车架等。现称取一定质量的镁铝合金样品放入500 mL稀硫酸中,固体全部溶解并放出气体。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加入NaOH溶液的体积关系如下图所示。
(1)合金中Al的质量为__________________。
(2)NaOH溶液的物质的量浓度为__________________。
(3)稀硫酸的物质的量浓度为__________________。
5.4g 4.0 mol/L 0.8 mol/L
【分析】
(1)根据图象可知,0~25 mL发生酸碱中和,25~200 mL发生离子与碱生成沉淀的反应,200~240mL发生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,200 mL时生成沉淀最多,溶液中的溶质为硫酸钠,由图象可知,氢氧化镁的物质的量为0.15 mol,溶解的氢氧化铝的物质的量为:0.35 mol-0.15 mol=0.2 mol,根据铝原子守恒可得Al的质量;
(2)根据反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O可求得氢氧化钠的物质的量浓度;
(3)溶液最后的溶质为硫酸钠,根据元素守恒可知,n(H2SO4) = n(SO42-) = n(Na+)/2 = n(NaOH)/2,据此分析作答。
【详解】
(1)镁铝合金样品放入500 mL稀硫酸中,固体全部溶解生成镁离子、铝离子,向此溶液中加入NaOH溶液,从生成沉淀图象分析可知,氢氧化钠体积从0-25 mL时没有沉淀生成,说明原溶液中存在氢离子即硫酸过量,200-240 mL段沉淀部分消失,发生的反应是:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,由铝元素守恒得:,m(Al)= 0.2mol ×27g/mol = 5.4 g,
故答案:5.4 g;
(2),c(NaOH)= 4.0 mol/L;
(3)在200 mL时,沉淀是氢氧化镁和氢氧化铝,溶质为硫酸钠,此时V(NaOH)=200 mL,n(NaOH)=0.2 L×4.0 mol/L=0.8 mol,则n(H2SO4) = n(SO42-) = n(Na+)/2= n(NaOH)/2 = 0.4 mol,c(H2SO4)= 0.4 mol/0.5 L=0.8 mol/L。
定量实验介绍:
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今有一包铁粉和铜粉混合粉末,为确定其组成,现提供4mo/L的FeCl3溶液(其他用品略),某合作学习小组同学的实验结果如下(假定反应前后溶液体积不变)
组别 | ① | ② | ③ | ④ |
V[FeCl3(aq)]/mL | 100 | 100 | 100 | 100 |
混合粉末质量/g | 6 | 13.2 | 24 | 36 |
反应后剩余固体质量/g | 0 | 1.28 | 12.8 | 24.8 |
A.第①组充分反应后溶液中c (Fe3+)=2.0mol/L
B.第②组剩余固体是铜铁混合物
C.第④组反应后的滤液中c(Fe2+)=5mol/L
D.原混合粉末中n(Fe): n(Cu)=2:3