Question

8．把NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物溶于足量水中后，有0.58g白色沉淀，在所得濁液中逐滴加入0.5mol/L鹽酸，加入鹽酸體積與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示．試求：
①混合物中NaOH質(zhì)量；
②混合物中AlCl₃質(zhì)量；
③混合物中MgCl₂質(zhì)量；
④P點(diǎn)所示的鹽酸體積．

Answer 1

分析 由生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系圖可知，滴加的前10mL稀鹽酸，沒(méi)有影響沉淀的量，說(shuō)明滴加的稀鹽酸在與混合物中剩余的氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)；繼續(xù)滴加稀鹽酸時(shí)，沉淀量增加，此時(shí)稀鹽酸與NaAlO₂發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Al（OH）₃沉淀；此后再滴加的稀鹽酸與氫氧化鋁和氫氧化鎂的沉淀發(fā)生反應(yīng)，直至Mg（OH）₂和Al（OH）₃沉淀全部溶解；
綜合以上分析，混合物中的氫氧化鈉溶于水后與氯化鎂、氯化鋁發(fā)生反應(yīng)后還有剩余，剩余的氫氧化鈉與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)；固體物中的氯化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成NaAlO₂；因此，計(jì)算出的質(zhì)量就可以根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算氯化鋁的質(zhì)量；P點(diǎn)為全部反應(yīng)完全反應(yīng)后所消耗稀鹽酸的量，需要計(jì)算出氫氧化鋁、氫氧化鎂兩種沉淀物完全溶解所消耗稀鹽酸的量．

解答 解：從圖中可以看出，Mg（OH）₂的質(zhì)量為0.58 g，即0.01 mol，根據(jù)反應(yīng)：MgCl₂+2NaOH═2NaCl+Mg（OH）₂↓，
m（MgCl₂）=0.01 mol×95 g•mol^-1=0.95 g，
n₁（NaOH）=2n[Mg（OH）₂]=0.02 mol．
開(kāi)始至加入10 mL鹽酸，發(fā)生反應(yīng)：NaOH+HCl═NaCl+H₂O，
n₂（NaOH）=n（HCl）=0.5 mol•L^-1×10×10^-3L=5×10^-3 mol．
鹽酸的加入量從10～30 mL 發(fā)生反應(yīng)：NaAlO₂+HCl+H₂O═Al（OH）₃↓+NaCl，
n（NaAlO₂）=n（HCl）=0.5 mol•L^-1×（30-10）×10^-3L=0.01 mol．
根據(jù)反應(yīng)：AlCl₃+4NaOH═NaAlO₂+3NaCl+2H₂O
n₃（NaOH）=4n（NaAlO₂）=0.04 mol，
m（AlCl₃）=0.01 mol×133.5 g•mol^-1=1.335 g，
m（NaOH）=（0.02 mol+5×10^-3mol+0.04 mol）×40 g•mol^-1=2.6 g．
根據(jù)反應(yīng)：Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O，
Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O
n（HCl）=0.01 mol×3+0.01 mol×2=0.05 mol
V（HCl）=$\frac{0.05mol}{0.5mol/L}$=0.1L
P點(diǎn)加入鹽酸的體積為30mL+100mL=130mL．
答：混合物中NaOH、AlCl₃、MgCl₂的質(zhì)量分別是2.6g、1.335g、0.95g；P點(diǎn)所表示的鹽酸的體積是130mL．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)滴加稀鹽酸與產(chǎn)生沉淀的關(guān)系圖，分析各階段所發(fā)生的反應(yīng)，利用各階段反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)物質(zhì)質(zhì)量的計(jì)算；本題所涉及的反應(yīng)比較復(fù)雜，在分析時(shí)逐個(gè)反應(yīng)梳理清楚是解決本問(wèn)題的關(guān)鍵．