Question

14．將Mg、Al組成的混合物共0.2mol溶于100mL 3mol/LH₂SO₄溶液中，再滴加1mol/LNaOH 溶液，在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀的質(zhì)量m隨NaOH溶液體積V的變化如圖所示：
（1）A點(diǎn)沉淀的成分是Mg（OH）₂、Al（OH）₃（用化學(xué)式表示）．
（2）A點(diǎn)沉淀的總物質(zhì)的量n=0.2mol．   
（3）V₂=600mL．
（4）若混合物仍為0.2mol，其中Mg的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a，用100mL 3mol/LH₂SO₄溶液溶解此混合物后，再加入360mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中無Al（OH）₃，則滿足此條件的a的取值范圍為0.5≤a＜1．

Answer 1

分析 鎂鋁的混合物溶于鹽酸溶液中，發(fā)生反應(yīng)生成氯化鎂和氯化鋁，先反應(yīng)后的溶液中滴入氫氧化鈉溶液，在氫氧化鈉體積小于V₁時，氫氧化鈉與沒有反應(yīng)的鹽酸反應(yīng)，故0～V₁mL時，不產(chǎn)生沉淀，氫氧化鈉體積為V₁mL～V₂mL，氯化鎂和氯化鋁與開始?xì)溲趸�鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氧化鋁，在A點(diǎn)時沉淀達(dá)到最大量；氫氧化鈉體積為V₂mL～V₃mL氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉，當(dāng)氫氧化鈉體積為V₂mL，鎂離子和鋁離子恰好沉淀，溶液中陽離子為Na⁺，陰離子為Cl^-，即溶液中的溶質(zhì)為NaCl，n（Na⁺）=n（Cl^-），其中Na⁺來自NaOH，Cl^-來自HCl，故當(dāng)氫氧化鈉體積為V₂mL，n（NaOH）=n（HCl），據(jù)此解答（1）（2）（3）；
（4）若混合物仍為0.2mol，其中鎂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a，用100mL 3mol/LH₂SO₄溶液溶解后，再加入360mL 1mol•L^-1氫氧化鈉溶液，所得溶液無Al（OH）₃沉淀，證明生成的氫氧化鋁全部和氫氧化鈉反應(yīng)，由上述分析知：v₁=300ml，再加入360mL 1mol•L^-1氫氧化鈉溶液，所得Al（OH）₃沉淀完全溶于氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，所得Al（OH）₃沉淀完全溶于氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，求得：Al（OH）₃最大取值0.06mol，即0＜n（Al）≤0.06mol，n（Mg）+n（Al）=0.2mol，據(jù)此判斷鎂的物質(zhì)的量范圍及a的范圍．

解答 解：鎂鋁的混合物溶于鹽酸溶液中，發(fā)生反應(yīng)生成氯化鎂和氯化鋁，先反應(yīng)后的溶液中滴入氫氧化鈉溶液，在氫氧化鈉體積小于V₁時，氫氧化鈉與沒有反應(yīng)的鹽酸反應(yīng)，故0～V₁mL時，不產(chǎn)生沉淀，氫氧化鈉體積為V₁mL～V₂mL，氯化鎂和氯化鋁與開始?xì)溲趸�鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氧化鋁，在A點(diǎn)時沉淀達(dá)到最大量；氫氧化鈉體積為V₂mL～V₃mL氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉，當(dāng)氫氧化鈉體積為V₂mL，鎂離子和鋁離子恰好沉淀，溶液中陽離子為Na⁺，陰離子為Cl^-，即溶液中的溶質(zhì)為NaCl，n（Na⁺）=n（Cl^-），其中Na⁺來自NaOH，Cl^-來自HCl，
（1）根據(jù)分析可知，A點(diǎn)的沉淀為：Mg（OH）₂、Al（OH）₃，故答案為：Mg（OH）₂、Al（OH）₃；
（2）鎂和鋁的物質(zhì)的量為0.2mol，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，則A點(diǎn)生成沉淀的物質(zhì)的量為0.2mol，故答案為：0.2mol；
（3）加入V₂mLNaOH時，n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=3mol•L^-1×0.1L×2=0.6mol，V（NaOH）=$\frac{0.6mol}{1mol/L}$=0.6L=600mL，故答案為：600mL；
（4）若混合物仍為0.2mol，其中鎂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a，則鎂的物質(zhì)的量為0.2amol，
用100mL 3mol/LH₂SO₄溶液溶解此混合物后，再加入360mL 1mol/L的NaOH溶液，所得溶液無Al（OH）₃沉淀，證明生成的氫氧化鋁全部和氫氧化鈉反應(yīng)，由上述分析知：V₂=600mL，再加入60mL 1mol•L^-1氫氧化鈉溶液，所得Al（OH）₃沉淀完全溶于氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，Al（OH）₃最大取值0.06mol，即0＜n（Al）≤0.06mol，n（Mg）+n（Al）=0.2mol，則a的范圍為：0.5≤a＜1，
故答案為：0.5≤a＜1．

點(diǎn)評 本題以圖象題的形式考查鎂鋁單質(zhì)及其化合物性質(zhì)、混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度較大，分析圖象各階段的發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，注意掌握常見金屬及其化合物性質(zhì)，明確混合物計(jì)算的常用方法．