某研究*學習小組為測定鎂和鋁的混合物中鋁的質量分數，稱取該混合物ag，溶於200mL5mol·L－1HCl溶液...

來源：國語幫 1.08W

問題詳情：

某研究*學習小組為測定鎂和鋁的混合物中鋁的質量分數，稱取該混合物a g，溶於200 mL 5 mol·L－1 HCl溶液中，共收集到標準狀況下的*氣3.36 L。

(1)a的取值範圍是________。

(2)向反應後所得溶液中逐滴加入4 mol·L－1的NaOH溶液。當沉澱質量達到最大時，加入的NaOH溶液的體積是________mL，沉澱的最大質量是________(用含a的代數式表示)。

(3)繼續加入NaOH溶液至沉澱質量不再發生變化時，過濾、洗滌並灼燒沉澱至恆重，所得殘餘固體的質量仍為a g，試計算原混合物中鋁的質量分數(寫出計算過程)。

【回答】

*：(1)2.7<a<3.6　(2)250　(a＋5.1) g　(3)40%

解析：(1)假設混合物全部為鋁，根據2Al～3H2，則其質量為 mol××27 g·mol－1＝2.7 g；假設混合物全部為鎂，根據Mg～H2，則其質量為 mol×24 g·mol－1＝3.6 g。故a的取值範圍為2.7<a<3.6。(2)當沉澱質量達到最大時，溶液中溶質為NaCl，因此*氧化*的物質的量等於HCl的物質的量。故V(NaOH)＝＝0.25 L，m(沉澱)＝m[Al(OH)3]＋m[Mg(OH)2]＝m(Al)＋m(Mg)＋[3n(Al)＋2n(Mg)]×17 g·mol－1。根據鹽*與混合物的反應中得失電子守恆可知，3n(Al)＋2n(Mg)＝2n(H2)，則m(沉澱)＝a g＋ mol×2×17 g·mol－1＝(a＋5.1)g。(3)殘餘固體為MgO，因此Mg的質量為a g×＝0.6a g，故Al的質量分數為×100%＝40%。