Question

16．把NaOH、MgCl₂、AlCl₃三種固體組成的混合物溶于足量水后，產生1.16g白色沉淀，再向所得濁液中逐漸加入1.00mol/LHCl溶液，加入HCl溶液的體積與生成沉淀的關系如圖所示．

①A點的沉淀物的化學式為Mg（OH）₂．
②寫出A點至B點發(fā)生反應的離子方程式：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O．
③原混合物中NaOH的質量是5.20g，C點（此時沉淀恰好完全溶解）HCl溶液的體積為130mL．

Answer 1

分析 固體組成的混合物溶于足量水后，再加入鹽酸時，0-A時沉淀的質量不變，說明溶液中NaOH過量，加入10 mL 鹽酸恰好中和過量的NaOH，再加鹽酸沉淀增多，說明[Al（OH）₄]^-轉化為Al（OH）₃，故A點沉淀物為 Mg（OH）₂，AB段發(fā)生反應：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，B點溶液中存在的溶質是NaCl，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，B點后發(fā)生反應：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O、Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O；
由AB段消耗鹽酸，結合反應方程式、Al原子守恒計算n（AlCl₃），B點溶液中存在的溶質是氯化鈉，根據原子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl），則原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）．

解答 解：固體組成的混合物溶于足量水后，再加入鹽酸時，0-A時沉淀的質量不變，說明溶液中NaOH過量，加入10 mL 鹽酸恰好中和過量的NaOH，再加鹽酸沉淀增多，說明[Al（OH）₄]^-轉化為Al（OH）₃，故A點沉淀物為 Mg（OH）₂，AB段發(fā)生反應：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，B點溶液中存在的溶質是NaCl，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，B點后發(fā)生反應：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O、Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O．
（1）由上述分析可知，A為Mg（OH）₂，因為加入10 mL 鹽酸恰好中和過量的NaOH，再加鹽酸沉淀增多，說明[Al（OH）₄]^-轉化為Al（OH）₃，故A點沉淀物為 Mg（OH）₂，
故答案為：Mg（OH）₂；
（2）由上述分析可知，A點至B點發(fā)生反應的離子方程式為：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，
故答案為：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O；
（3）AB段發(fā)生反應：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，則n[Al（OH）₃]=n（HCl）=1mol/L×（0.03-0.01）L=0.02mol，根據鋁原子守恒得n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.02mol，氯化鋁的質量為：0.02mol×133.5g/mol=2.67g；
A點沉淀的是氫氧化鎂，則n（Mg（OH）₂）=$\frac{1.16g}{58g/mol}$=0.02mol，根據Mg原子守恒得n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=0.02mol，B點溶液中存在的溶質是NaCl，由Na⁺離子和Cl^-離子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.02mol×2+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.13mol，則原混合物中NaOH的質量是：40g/mol×0.13mol=5.20g；
C點n（NaCl）=0.13mol，根據質量守恒可知C點（此時沉淀恰好完全溶解）HCl溶液的體積為：$\frac{0.13mol}{1mol/L}$=0.13L=130mL，
故答案為：2.67；0.13．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確曲線變化趨勢及每段發(fā)生的化學反應為解本題關鍵，注意掌握守恒法在化學計算中的應用．