分析:(1)由图可知,从开始至加入NaOH溶液V
1mL,没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余,此时发生的反应为:H
2SO
4+2NaOH=Na
2SO
4+2H
2O.继续滴加NaOH溶液,到氢氧化钠溶液为V
2mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)
2和Al(OH)
3,溶液为硫酸钠溶液.再继续滴加NaOH溶液,氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,发生反应Al(OH)
3+NaOH=NaAlO
2+2H
2O;
溶解氢氧化铝沉淀消耗氢氧化钠溶液的体积为200mL-170mL=30mL,根据n=cV计算该阶段消耗氢氧化钠,再根据方程式计算n[Al(OH)
3],根据Al元素守恒有n(Al)=n[Al(OH)
3];
(2)由图可知,从加入40m氢氧化钠溶液开始产生沉淀,加入氢氧化钠溶液为170mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)
2和Al(OH)
3,该阶段消耗氢氧化钠130mL,由氢氧根守恒可知3n[Al(OH)
3]+2n[Mg(OH)
2]=n(NaOH)=(0.17L-0.04L)×5mol/L=0.65mol.根据(1)中可知n[Al(OH)
3],代入上式计算n[Mg(OH)
2],由元素守恒可知n(Mg)=n[Mg(OH)
2],再利用m=nM计算Mg的质量;
(3)根据电子转移守恒计算生成氢气的物质的量,再根据V=nVm计算氢气的体积;
(4)加入氢氧化钠溶液为170mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)
2和Al(OH)
3,溶液为硫酸钠溶液,根据钠元素守恒此时溶液中2n(Na
2SO
4)=n(NaOH),据此计算出n(Na
2SO
4),根据硫酸根守恒n(H
2SO
4)=n(Na
2SO
4),再利用c=
计算硫酸的物质的量浓度.
解答:解:(1)由图可知,从开始至加入NaOH溶液40mL,没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余,此时发生的反应为:H
2SO
4+2NaOH=Na
2SO
4+2H
2O.继续滴加NaOH溶液,到氢氧化钠溶液为170mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)
2和Al(OH)
3,溶液为硫酸钠溶液.再继续滴加NaOH溶液,氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,发生反应Al(OH)
3+NaOH=NaAlO
2+2H
2O,
溶解氢氧化铝沉淀消耗氢氧化钠溶液的体积为200mL-170mL=30mL,该阶段发生反应Al(OH)
3+NaOH=NaAlO
2+2H
2O,所以n[Al(OH)
3]=0.03L×5mol/L=0.15mol,根据Al元素守恒有n(Al)=n[Al(OH)
3]=0.15mol;
故答案为:Al(OH)
3+NaOH=NaAlO
2+2H
2O;0.15mol;
(2)由图可知,从加入40m氢氧化钠溶液L开始产生沉淀,加入氢氧化钠溶液为170mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)
2和Al(OH)
3,该阶段消耗氢氧化钠130mL,由氢氧根守恒可知3n[Al(OH)
3]+2n[Mg(OH)
2]=n(NaOH)=(0.17L-0.04L)×5mol/L=0.65mol.由(1)知n[Al(OH)
3]=0.15mol,故3×0.15mol+2n[Mg(OH)
2]=0.65mol,解得n[Mg(OH)
2]=0.1mol,由元素守恒可知n(Mg)=n[Mg(OH)
2]=0.1mol,所以Mg的质量为0.1mol×24g/mol=2.4g,
答:合金中镁的质量为2.4g.
(3)由(1)、(2)可知,n(Al)=0.15mol,n(Mg)=0.1mol,根据电子转移守恒可知,生成氢气的物质的量=
=0.325mol,故氢气的体积为0.325mol×22.4L/mol=7.28L,
答:生成氢气的体积为7.28L.
(4)加入氢氧化钠溶液为170mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)
2和Al(OH)
3,溶液为硫酸钠溶液,根据钠元素守恒此时溶液中2n(Na
2SO
4)=n(NaOH)=0.17L×5mol/L=0.85mol,故n(Na
2SO
4)=0.425mol,故n(H
2SO
4)=n(Na
2SO
4)=0.425mol,故该硫酸的物质的量浓度=
=0.5mol/L,
答:该硫酸的浓度为0.5mol/L.