Question

14．把一定質(zhì)量的鎂、鋁混合物投入到1mol•L^-1的鹽酸中，待金屬完全溶解后，向溶液中加入1mol，•L^-1的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質(zhì)量與加入氫氧化鈉溶液的體積關(guān)系如圖所示．則：
（1）寫出下列各段反應(yīng)的離子方程式
①0-30mLH⁺+OH^-=H₂O
②30-80mLMg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
③80-90mLAl（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-
（2）原溶液中鹽酸的體積為80mL
（3）原鎂鋁混合物中鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為1：1．

Answer 1

分析 根據(jù)圖可知，加入氫氧化鈉溶液后首先發(fā)生的反應(yīng)是中和過量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，總共消耗了30mL氫氧化鈉溶液；30-80段是沉淀兩種金屬離子：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，80-90是Al（OH）₃的溶解：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，從橫坐標(biāo)80mL到90mL這段可計算出n[Al（OH）₃]=1mol/L×（0.09L-0.08L）=0.01mol，則n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，所以沉淀Al³⁺需要的OH^-為0.03mol，即消耗NaOH溶液的體積為30mL，則沉淀鎂離子消耗氫氧化鈉溶液的體積為：80mL-30mL-30mL=20mL，據(jù)此可計算出鎂離子的物質(zhì)的量，結(jié)合質(zhì)量守恒可知換混合物中Mg的物質(zhì)的量，據(jù)此進行解答．

解答 解：（1）①根據(jù)圖可知，0-30mL加入氫氧化鈉溶液后，首先發(fā)生的反應(yīng)是中和過量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；
②30-80段是沉淀鎂離子、鋁離子離子，反應(yīng)的離子方程式為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，
故答案為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；
③80-90mL是Al（OH）₃的溶解，反應(yīng)的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-；           
（2）加入80mL氫氧化鈉溶液時沉淀達到最大量，此時溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)質(zhì)量守恒可知：n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH）=1mol/L×0.08L=0.08mol，
則原元素溶液的體積為：$\frac{0.08mol}{1mol/L}$=0.08L=80mL，
故答案為：80；
（3）從橫坐標(biāo)80mL到90mL這段可計算出n[Al（OH）₃]=1mol/L×（0.09L-0.08L）=0.01mol，則n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，所以沉淀Al³⁺需要的OH^-為0.03mol，即消耗NaOH溶液的體積為30mL，則沉淀鎂離子消耗氫氧化鈉溶液的體積為：80mL-30mL-30mL=20mL，氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：1mol/L×0.02L=0.02mol，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：n（Mg）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=0.01mol，
所以原鎂鋁混合物中鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為0.01mol：0.01mol=1：1，
故答案為：1：1．

點評 本題考查了混合物反應(yīng)的計算、離子反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確圖象曲線變化對應(yīng)反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．