Question

8．將鎂、鋁的混合物0.1mol 溶于100mL 2mol/L H₂SO₄溶液中，然后再滴加1mol/L 的NaOH溶液，沉淀質量m 隨加入NaOH溶液的體積V 變化情況如圖所示，計算：
（1）當加入bml NaOH溶液時產生的沉淀物的化學式為Al（OH）₃、Mg（OH）₂
（2）當a=120mL時，金屬混合物中n（Mg）=0.02mol，n（Al）=0.08mol，c=480mL；
（3）若欲使Mg²⁺、Al³⁺剛好完全沉淀，則加入的NaOH的體積V應為400毫升．

Answer 1

分析 （1）b點為沉淀量最大時，沉淀為Al（OH）₃、Mg（OH）₂；
（2）當a=120mL時，根據圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積120mL過程中，沒有沉淀生成，說明硫酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余硫酸，120mL時，剩余的H₂SO₄與滴加的NaOH恰好完全反應，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，令MgSO₄為xmol，Al₂（SO₄）₃為ymol，根據守恒列方程求算n（Mg）、n（Al）；
當滴加NaOH溶液到體積c時，Al（OH）₃完全溶解，沉淀是Mg（OH）₂，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根據守恒，有n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al），據此求出n（NaOH），再利用V=$\frac{n}{c}$計算；
（3）當溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全時，即沉淀達到最大值，此時溶液是Na₂SO₄溶液，根據SO₄^2-離子和Na⁺離子守恒有n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=2（H₂SO₄），據此求出n（NaOH），再利用V=$\frac{n}{c}$計算．

解答 解：（1）b點為沉淀量最大時，沉淀為Al（OH）₃、Mg（OH）₂，
故答案為：Al（OH）₃、Mg（OH）₂；
（2）當a=120mL時，根據圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積120mL過程中，沒有沉淀生成，說明硫酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余硫酸，120mL時，剩余的H₂SO₄與滴加的NaOH恰好完全反應，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，
由Na⁺離子守恒可知，n（Na₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×0.12L×1mol/L=0.06mol
令MgSO₄為xmol，Al₂（SO₄）₃為ymol，則：
根據Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0.1
根據SO₄^2-離子守恒有：x+3y=0.1×2-0.06
聯立方程，解得：x=0.02、y=0.04
所以金屬粉末中n（Mg）=0.02mol，n（Al）=2y=2×0.04mol=0.08mol，
當滴加NaOH溶液到體積c時，Al（OH）₃完全溶解，沉淀是Mg（OH）₂，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根據守恒有：n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al）=2×0.1L×2mol/L×+0.08mol=0.48mol，所以c=$\frac{0.48mol}{1mol/L}$=0.48L=480mL，
故答案為：0.02；0.08；480；
（3）當溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全時，此時溶液是Na₂SO₄溶液，根據SO₄^2-離子和Na⁺離子守恒有：n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=2（H₂SO₄）=2×0.1L×2mol/L=0.3mol，所以，V（NaOH）=$\frac{0.4mol}{1mol/L}$=0.4L=400mL，
故答案為：400．

點評 本題以圖象形式考查混合物計算，難度中等，清楚每一段圖象發(fā)生的化學反應、知道拐點代表的含義及溶液中溶質的成分，結合方程式對有關問題進行分析，注意運用守恒思想使計算簡化．