Question

10．小明對廢棄的易拉罐很有興趣，為測定易拉罐中鋁元素的質量分數(shù)，他剪取W克鎂鋁合金的易拉罐，先用過量稀硫酸溶解，然后再向溶液中滴加一定量的NaOH溶液得到氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀，繼續(xù)滴加NaOH溶液時氫氧化鋁被溶解[已知：Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+XH₂O]，而氫氧化鎂不溶于NaOH溶液，沉淀質量與滴加NaOH溶液質量關系如圖所示．
（1）X的值為2；
（2）在a點時，溶液中的溶質除硫酸鎂和硫酸鋁外還有Na₂SO₄（填化學式）；
（3）易拉罐中鋁元素的質量分數(shù)為多少？（假定易拉罐只由鎂和鋁組成）試計算：（計算結果保留一位小數(shù)）
①反應中生成氣體的質量
②樣品中鋁元素的質量分數(shù)．

Answer 1

分析 鎂、鋁與稀硫酸反應生成硫酸鎂、硫酸鋁，合金全部溶解，向所得溶液中滴加 NaOH溶液，與過量的硫酸反應生成硫酸鈉，此時溶液為硫酸鎂、硫酸鈉、硫酸鋁的混合物，繼續(xù)加入氫氧化鈉到增大沉淀量，金屬鎂離子鋁離子沉淀完全，再繼續(xù)加入氫氧化鈉至氫氧化鋁全部溶解，再加入氫氧化鈉沉淀量不變．

解答 解：（1）根據(jù)質量守恒定律反應前后原子個數(shù)不變，反應前氫原子的個數(shù)是4，故2X=4，可解得X=2；
（2）在a點時，NaOH溶液恰好與過量稀硫酸反應，故此時溶液中的溶質除硫酸鎂和硫酸鋁外還有NaOH與稀硫酸反應生成的硫酸鈉；
（3）Al的質量=$（{m}_{1}-{m}_{2}）×\frac{27}{27+（16+1）×3}×100%=\frac{\frac{9}{26}（{m}_{1}{-m}_{2}）g}{Wg}×100%=\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26W}$；
Al與H₂SO₄生成H₂的質量為x，
2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，
54                   6
$\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}$g          x
$\frac{54}{6}=\frac{\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}g}{x}$
x=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{26}$g
Mg與H₂SO₄生成H₂的質量為y，
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，
24               2
$[W-\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}]g$ y
$\frac{24}{2}=\frac{[W-\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}]g}{y}$
y=$\frac{W-\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}}{12}g$，
產生的氫氣的質量為：$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{26}+\frac{W-\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}}{12}$g
樣品中鋁元素的質量分數(shù)為：$\frac{\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26}g}{Wg}×100%=\frac{9（{m}_{1}-{m}_{2}）}{26W}%$   
故答案為：（1）2；
（2）Na₂SO₄

點評 本題考查混合物的計算，注意判斷加入的NaOH溶液反應的過程，分析各過程的產物為解答該題的關鍵，同時考查了圖象的分析應用．