将一定质量的镁铝混合物投入200mL硫酸中,固体全部溶解后,向所得溶液中加入5mol⼀L的NaOH溶液,生成沉淀

2025-05-21 20:42:24
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(1)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,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,由元素守恒可知n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol,n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol,所以镁和铝的总质量为0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g,故答案为:9;
(2)根据图象发现最初20mL NaOH溶液并没有产生沉淀,说明原来溶液中硫酸过量,氢氧化钠的作用是中和过量的硫酸,故答案:中和过量的硫酸;
(3)沉淀量最大时为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:2.5mol/L;
(4)根据以上分析,由元素守恒可知金属镁和铝物质的量分别为0.15mol和0.2mol,根据得失电子守恒氢气在标准状况下的体积为
0.15×2+0.2×3
2
×22.4L=10.08L,故答案:10.08L.