Question

將0.1mol的鎂和鋁的混合物溶于50mL 4mol?L^-1H₂SO₄溶液中，然后再滴加
2mol?L^-1的NaOH溶液．請回答下列問題：
（1）若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V的變化如圖所示．當(dāng)V₁=80mL時，計算金屬粉末中鎂的物質(zhì)的量及V₂的體積．
（2）若在滴加NaOH溶液的過程中，欲使Mg²⁺、Al³⁺剛好沉淀完全，計算滴入NaOH溶液的體積．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：計算題

分析：（1）根據(jù)圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積V₁=70mL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，V₁=80mL時，剩余的H₂SO₄與滴加的NaOH恰好完全反應(yīng)，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，令MgSO₄為xmol，Al₂（SO₄）₃為ymol，根據(jù)守恒列方程求算n（Mg）；
當(dāng)?shù)渭覰aOH溶液到體積V₂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(jù)守恒，有n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al），據(jù)此求出n（NaOH），再利用V=

n

c

計算；
（2）當(dāng)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(jù)SO₄^2-離子和Na⁺離子守恒有n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=2（H₂SO₄），據(jù)此求出n（NaOH），再利用V=

n

c

計算．

解答： 解：（1）當(dāng)V₁=80mL時，此時，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，
由Na⁺離子守恒可知，n（Na₂SO₄）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.08L×2mol/L=0.08mol
令MgSO₄為xmol，Al₂（SO₄）₃為ymol，則：
根據(jù)Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0.1
根據(jù)SO₄^2-離子守恒有：x+3y=0.05×4-0.08
聯(lián)立方程，解得：x=0.06、y=0.02
所以金屬粉末中n（Mg）=0.06mol，n（Al）=2y=2×0.02mol=0.04mol，
滴加NaOH溶液到體積V₂時，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根據(jù)守恒有：
n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al）=2×0.05L×4mol/L×+0.04mol=0.44mol，所以V₂=

0.44mol

2mol/L

=0.22L=220mL，
答：金屬粉末中鎂的物質(zhì)的量為0.06mol，V₂的體積為220mL．
（2）當(dāng)溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全時，此時溶液是Na₂SO₄溶液，根據(jù)SO₄^2-離子和Na⁺離子守恒有：n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=2（H₂SO₄）=2×0.05L×4mol/L=0.4mol，所以V（NaOH）=

0.4mol

2mol/L

=0.2L=200mL，
答：使Mg²⁺、Al³⁺剛好沉淀完全，需要滴入NaOH溶液的體積為200mL．

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(xué)反應(yīng)、知道拐點代表的含義及溶液中溶質(zhì)的成分，結(jié)合方程式對有關(guān)問題進行分析，注意守恒思想的運用，使計算簡化．