Question

【题目】将镁、铝的混合物共0.2mol，溶于200mL 4molL﹣1的盐酸溶液中，然后再滴加2molL﹣1的NaOH溶液．请回答下列问题：
（1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m 随加入NaOH溶液的体积V变化情况如图所示．当V1=160mL时，则金属粉末中n （Al）=mol
（2）0～V1段发生的反应的离子方程式为；
（3）若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V（NaOH）=mL；
（4）若镁、铝的混合物仍为0.2mol，其中镁粉的物质的量分数为a，改用200mL 4molL﹣1的硫酸溶解此混合物后，再加入840mL 2molL﹣1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al（OH）3 ， 则a的取值范围为 ．

Answer 1

【答案】
（1）0.08
（2）H++OH﹣=H2O
（3）400
（4）0.6≤a＜1
【解析】解：（1）当V1=160mL时，此时，溶液是MgCl2、AlCl3和NaCl的混合液， 由Na+离子守恒可知，n（NaCl）=n（Na+）=n（NaOH）=0.16L×2mol/L=0.32mol，
200mL 4molL﹣1的盐酸溶液中含有氯化氢的物质的量为：4mol/L×0.2L=0.8mol，
设混合物中含有MgCl2xmol、AlCl3为ymol，则：
根据Mg原子、Al原子守恒有：x+y=0.2，
根据Cl﹣离子守恒有：2x+3y=0.8﹣0.32=0.48，
联立方程解得：x=0.12、y=0.08，
所以金属粉末中：n（Mg）=0.12mol、n（Al）=y=0.08mol，
故答案为：0.08；（2）0～V1段，滴入氢氧化钠溶液后没有生成沉淀，说明盐酸过量，滴入的氢氧化钠与氯化氢反应生成氯化钠和水，反应的离子方程式为：H++OH﹣=H2O，
故答案为：H++OH﹣=H2O；（3）当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时，此时，溶液是NaCl溶液，根据Cl﹣离子和Na+离子守恒有：n（Na+）=n（NaCl）=（HCl）=4mol/L×0.2L=0.8mol，
所以需要加入氢氧化钠溶液体积为：V（NaOH）= =0.4L=400mL，
故答案为：400；（4）由于为金属混合物，则a＜1，Al的物质的量为：0.2（1﹣a）mol，反应后的混合溶液，再加入840mL 2molL﹣1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al（OH）3 ， 则溶质为硫酸钠、偏铝酸钠，根据铝元素守恒可知：n（NaAlO2）=0.2（1﹣a）mol，
根据钠离子守恒，应满足：n（NaOH）≥2n（Na2SO4）+n（NaAlO2），即0.84×2≥2×0.2×4+0.2（1﹣a），
解得：a≥0.6，
所以a的取值范围为：故0.6≤a＜1，
故答案为：0.6≤a＜1．
（1）根据图象可知，在滴加NaOH溶液到体积V1=160mL过程中，没有沉淀生成，说明盐酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余盐酸，V1=160mL时，剩余的HCl与滴加的NaOH恰好完全反应，溶液是MgCl2、AlCl3和NaCl混合液，根据Mg原子、Al原子、Cl﹣离子、Na+离子守恒，列方程求算n（Al）；（2）0～V1段滴入的氢氧化钠溶液与剩余的氯化氢反应生成氯化钠和水；（3）当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时，即沉淀达到最大值，此时，溶液是NaCl溶液，根据Cl﹣离子和Na+离子守恒有n（Na+）=n（NaCl）=（HCl）求出n（NaOH），再利用V= 计算滴入NaOH溶液的体积；（4）反应后的混合溶液，再加840mL 2molL﹣1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al（OH）3 ， 溶质为硫酸钠、偏铝酸钠，由于为金属混合物，则a＜1，根据钠离子守恒，应满足n（NaOH）≥2n（Na2SO4）+n（NaAlO2），根据铝元素守恒用a表示出n（NaAlO2），据此确定a的取值范围．