Question

(8分) 将0.1molMg、Al混合物溶于100mL4mol/L的盐酸中，然后再滴加1mol/L的NaOH溶液，在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m与NaOH溶液的体积V的变化如图所示。

(1)当V₁=140mL时，混合物中n(Mg)=_____mol，V₂=_____mL
(2)滴入的NaOH溶液_____mL 时,溶液中的Mg²⁺和Al³⁺刚好沉淀完全。
(3)若混合物中Mg的物质的量分数为a，当滴入的NaOH溶液为450mL时，所得沉淀中无Al(OH)₃，则a的取值范围是____________________

Answer 1

(8分)  (1)0.04  460   (2)400   (3)≤a＜1

试题分析：（1）设混合物蒸干镁和铝的物质的量分别是x和y，则x＋y＝0.1mol，消耗盐酸分别是x和1.5y。根据图像可知，和氢氧化钠反应的盐酸的物质的量是0.14L×1mol/L＝0.14，则和金属反应的盐酸是0.4mol－0.14mol＝0.26mol，即x＋1.5y＝0.26mol，解得x＝0.04mol，y＝0.06mol，所以生成的氢氧化铝是0.06mol，而溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠是0.06mol，因此V₂对应的氢氧化钠的物质的量是0.4mol＋0.06mol＝0.46mol，则V₂=460ml。
（2）根据方程式Mg^2＋＋2OH^－=Mg(OH)₂↓、Al^3＋＋3OH^－=Al(OH)₃↓可知，需要氢氧化钠的物质的量是0.08mol＋0.18mol＝0.26mol，所以溶液中的Mg²⁺和Al³⁺刚好沉淀完全时需要氢氧化钠的物质的量是0.26mol＋0.14mol＝0.4mol，体积是400ml。
（3）混合物中Mg的物质的量分数为a，则镁的物质的量是0.1amol，铝的物质的量是（0.1－0.1a）mol，所以根据方程式可知，当沉淀最大时消耗氢氧化钠是0.4mol，当所得沉淀中无Al(OH)₃，一定有0.1－0.1a≤0.45－0.4，解得1/2≤a＜1。
点评：根据方程式进行的有关计算，关键是准确写出反应的化学方程式，然后逐一进行分析并解答，同时结合各种守恒法。