Question

Ⅰ．把一定质量的镁、铝混合物投入到1mol?L-1的盐酸中，待金属完全溶解后，向溶液中加入1mol?L-1的氢氧化

Ⅰ．把一定质量的镁、铝混合物投入到1mol?L-1的盐酸中，待金属完全溶解后，向溶液中加入1mol?L-1的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图．则：（1）金属铝的质量为______g．（2）a的取值范围是______ mL．（3）n(Mg)n(Al)的最大值是______．Ⅱ．浓度分别为1mol/L的硫酸、氢氧化钠溶液各200mL分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为8：9，则甲、乙两烧杯中加入的铝的物质的量为______．

Answer 1

（1）根据图可知，首先发生的反应是中和过量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，然后是沉淀两种金属离子：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺⁺3OH^-=Al（OH）₃↓，最后是Al（OH）₃的溶解：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，从横坐标80mL到90mL这段可以求出n（Al（OH）₃）=0.01mol，则n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.01mol，即为0.27g，
故答案为：0.27；
（2）假设盐酸溶解金属后不剩，这种情况下，酸恰好与合金反应完全，即a=0，通过极值法，当合金中完全是铝时，因为沉淀Al³⁺需要NaOH溶液的体积为30mL，从图可知，中和过量的酸所消耗的碱液体积最大为50mL，但是假设不成立，最大值是不存在的，所以的取值范围为 0≤a＜50，
故答案为：0≤a＜50；  
（3）n（Al）=n（Al（OH）₃）=1mol?L^-1×0.01L=0.01mol，所以沉淀Al³⁺需要的OH^-为0.03mol，即NaOH溶液的体积为30mL，镁离子和铝离子沉淀完全消耗的碱的体积为80-a，若假设盐酸不剩，所以沉淀Mg²⁺需要NaOH溶液的体积最大值为50mL，求出n （Mg）的最大值为0.025mol，所以该合金中镁铝两元素物质的量之比的最大值为2.5，
故答案为：2.5；
Ⅱ．发生反应有：2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
讨论：（1）若酸碱均过量，则产生的氢气取决于铝，铝的质量相同，所以氢气相等1：1；
（2）若酸碱均不够，产生的氢气取决于酸碱，根据方程式，酸碱产生的比值为2：3；
（3）现在的比值是8：9，比值处于 2：3和1：1之间，由于铝消耗硫酸量大于碱，此时铝对于酸过量而对于碱不足；
假设加入铝的物质的量为x，浓度分别为1mol/L的硫酸、氢氧化钠溶液各200mL，物质的量都为0.2mol，则2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；
     3                  3
      0.2mol           0.2mol
两烧杯中，生成的气体体积比为甲：乙=8：9；所以铝和碱反应生成氢气的量为：

9

40

mol，且铝不足，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
2                       3
x                      

9

40

mol                    
x=

3

20

mol
故答案为：

3

20

mol；