Question

把NaOH、MgCl₂、AlCl₃三種固體組成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀，在所得懸濁液中逐滴加入1mol?L^-1 HCl溶液，加入HCl溶液的體積與生成沉淀的質量關系如圖所示，試回答：
（1）A點的沉淀物的化學式為

Mg（OH）₂

；AB段反應的離子方程式為

H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓

?
（2）Q點溶液中的陽離子有

Na⁺、Mg²⁺、Al³

（3）原混合物AlCl₃的質量是

2.67

g，NaOH的質量是

5.2

g?

Answer 1

分析：先分段分析圖象，分析每一段圖象發(fā)生的化學反應有哪些、拐點溶液中溶質的成分是什么，然后結合方程式、原子守恒求出各個物理量：
0-10ml，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質量不變，說明氫氧化鈉剩余，所以A點沉淀是Mg（OH）₂，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO₂和NaOH的混合液，該階段發(fā)生反應是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
②10ml處，加入10ml鹽酸剛好中和未反應的NaOH，溶液為NaCl、NaAlO₂；
③10ml-30ml，即A點→B點，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質量增加，該階段發(fā)生反應是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，離子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓
④30ml處，NaAlO₂與鹽酸恰好反應，需鹽酸體積為：30ml-10ml=20ml，沉淀質量達到最大，溶液為NaCl溶液；
⑤30ml-Q點，隨鹽酸的體積增加，沉淀的質量減少，發(fā)生反應是：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑥Q點，Mg（OH）₂和Al（OH）₃完全反應，溶液為MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液．

解答：解：向所得濁液中，逐滴加入1mol/L鹽酸，由加入鹽酸的體積和生成沉淀的質量關系圖分析：
①NaOH、AlCl₃、MgCl₂組成的混合物，溶于足量水發(fā)生反應是：MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl；AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，
0-10ml，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質量不變，說明氫氧化鈉剩余，所以A點沉淀是Mg（OH）₂，m[Mg（OH）₂]=1.16g，物質的量是n=

1.16

58

mol=0.02mol，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO₂和NaOH的混合液，該階段發(fā)生反應是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
②10ml處，加入10ml鹽酸剛好中和未反應的NaOH，溶液為NaCl、NaAlO₂；
③10ml-30ml，即A點→B點，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質量增加，該階段發(fā)生反應是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，離子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓
④30ml處，NaAlO₂與鹽酸恰好反應，需鹽酸體積為：30ml-10ml=20ml，沉淀質量達到最大，溶液為NaCl溶液；
⑤30ml-Q點，隨鹽酸的體積增加，沉淀的質量減少，發(fā)生反應是：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑥Q點，Mg（OH）₂和Al（OH）₃完全反應，溶液為MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液．
（1）A點的沉淀物為氫氧化鎂，其化學式為Mg（OH）₂；AB段反應的離子方程式為H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，故答案為：Mg（OH）₂；H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓；
（2）根據⑥Q點溶液為MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液，其中的陽離子有Na⁺、Mg²⁺、Al³，故答案為：Na⁺、Mg²⁺、Al³；
（3）選30ml處，計算NaOH的質量，此時，溶液為NaCl溶液，溶液中Cl^-來源于原混合物中的AlCl₃、MgCl₂和加入的30mlHCl，溶液中Na⁺來源于原混合物中的NaOH．
        NaAlO₂ +HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl
       0.02mol     0.02L×1mol/L
由Al原子守恒得原混合物中n（AlCl₃）=n（NaAlO₂）=0.02mol，質量m=0.02mol×133.5g/mol=2.67g．
由Mg原子守恒得原混合物中n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=0.02mol，
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，所以NaOH的質量是5.2g，故答案為：2.67；5.2．

點評：對于圖象分析題的解題規(guī)律：要明確每一段圖象發(fā)生的化學反應、知道拐點代表的含義及溶液中溶質的成分，結合方程式對有關問題進行分析．