Question

16．將0.1mol的Mg、Al混合物溶于100mL2mo L•L^-1稀硫酸中，然后再滴加1moL•L^-1 NaOH溶液．若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質(zhì)量（隨加入NaOH溶液的體積（V）變化如圖所示，當開始出現(xiàn)沉淀（不考慮混合時溶液體積的變化）下列判斷正確的是（　�。�

• A． Mg與Al的質(zhì)量比為3：2
• B． （V₁-160）：（V₂-V₁）=3：1
• C． 沉淀質(zhì)量m_最大=3.48 g
• D． V₁時：c（Na⁺）=$\frac{400}{100+{V}_{1}}$mol•L^-1

Answer 1

分析 鎂鋁的混合物溶于稀硫酸溶液中，發(fā)生反應生成硫酸鎂和硫酸鋁，然后再滴入氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉體積小于160ml時，和沒有反應的硫酸反應，故0～160ml時，不產(chǎn)生沉淀，氫氧化鈉體積為160ml～v₁時，硫酸鎂和硫酸鋁和氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂和氫氧化鋁，氫氧化鈉體積為v₁～v₂時氫氧化鋁和氫氧化鈉反應，生成偏鋁酸鈉，當氫氧化鈉體積為v₁時，鎂離子和鋁離子恰好沉淀，溶液中陽離子為Na⁺，陰離子為SO₄^2-，即溶液中的溶質(zhì)為Na₂SO₄，n（Na⁺）=2n（SO₄^2-），其中Na⁺來自NaOH，SO₄^2-來自H₂SO₄，故當氫氧化鈉體積為v₁時，n（NaOH）=2n（H₂SO₄），據(jù)此進行分析．

解答 解：A．設0.1mol鎂鋁的混合物中鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為x和y，x+y=0.1mol①，
氫氧化鈉體積小于160ml時不產(chǎn)生沉淀，此時氫氧化鈉和沒有反應的硫酸反應，和硫酸反應的氫氧化鈉物質(zhì)的量=0.16L×1mol•L^-1=0.16mol，
 2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
0.16mol   0.08mol
鎂鋁和硫酸反應，消耗的硫酸應該為：0.1L×2mol•L^-1-0.08mol=0.12mol
發(fā)生的反應分別為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂，2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂，
                              1          1                           2         3
                              x           x                          y        $\frac{3y}{2}$
則：x+$\frac{3y}{2}$=0.12mol②
由式①②可得x=0.06mol，y=0.04mol，故n（Mg）=0.06mol，n（Al）=0.04mol，則m（Mg）=0.06mol×24g/mol=1.44g，n（Al）=0.04mol×27g/mol=1.08g，故m（Mg）：n（Al）=1.44g：1.08g=4：3；故A錯誤；
B．當氫氧化鈉體積為v₁時，鎂離子和鋁離子恰好沉淀，溶液中陽離子為Na⁺，陰離子為SO₄^2-，即溶液中的溶質(zhì)為Na₂SO₄，n（Na⁺）=2n（SO₄^2-），其中Na⁺來自NaOH，SO₄^2-來自H₂SO₄，故當氫氧化鈉體積為v₁時，n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=2×2mol•L^-1×0.1L=0.4mol，v（NaOH）=$\frac{n（NaOH）}{c（NaOH）}$=$\frac{0.4mol}{1mol•{L}^{-1}}$=0.4L=400ml，故v₁=400ml，由A得，氫氧化鈉體積為v1時生成Mg（OH）₂和Al（OH）₃物質(zhì)的量分別0.06mol和0.04mol，
氫氧化鈉體積為v₁～v₂時氫氧化鋁和氫氧化鈉反應，生成偏鋁酸鈉，Al（OH）₃ +NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
                                                                                                    0.04mol   0.04mol，Al（OH）₃ 和NaOH反應消耗NaOH0.04mol，v（NaOH）=$\frac{n（NaOH）}{c（NaOH）}$=$\frac{0.04mol}{1mol•{L}^{-1}}$=0.04L=40ml，即：v₁～v₂時氫氧化鈉為40ml，0～v₁消耗400ml氫氧化鈉，V₂=440 mL，故（V₁-160）：（V₂-V₁）=（400-160）：（440-400）=6：1，
故B錯誤；
C．Mg～～Mg（OH）₂ ；   Al～～Al（OH）₃；
  0.06mol  0.06mol            0.04mol 0.04mol
在滴加NaOH溶液的過程中，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量m=m（Mg（OH）₂ ）+m（Al（OH）₃）=0.06mol×58g/mol+0.04mol×78g/mol=6.6g，故C錯誤；
D．V₁時：c（Na⁺）=$\frac{n（N{a}^{+}）}{V}$=$\frac{0.4L×1mol/L}{0.1L+0.4L}$=0.8mol•L^-1，而$\frac{400}{100+{V}_{1}}$mol•L^-1=$\frac{400}{100+400}$mol•L^-1=0.8mol•L^-1，故V₁時：c（Na⁺）=$\frac{400}{100+{V}_{1}}$mol•L^-1，故D正確；
故選D．

點評 本題考查鎂鋁化合物性質(zhì)、混合物的計算，以圖象題的形式考查，題目難度中等，分析圖象各階段的發(fā)生的反應是解題關(guān)鍵，