Question

18．在100mL由HCl、AlCl₃、MgCl₂组成的混合溶液中，滴加5mol/L的NaOH溶液，产生白色沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示．
当NaOH溶液加至120mL时，沉淀质量为2.9g．请回答，在原100mL混合液中：
（1）c（Al³⁺）=1mol/L
（2）c（Mg²⁺）=0.5mol/l
（3）c（H⁺）=1mol/L．

Answer 1

分析 开始阶段发生反应：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，沉淀开始增大至最大发生反应：MgCl₂+2NaOH═2NaCl+Mg（OH）₂↓，AlCl₃+3NaOH═3NaCl+Al（OH）₃↓，沉淀溶解发生反应：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，最终沉淀2.9g为Mg（OH）₂，根据Mg元素守恒，则n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]，溶解氢氧化铝消耗NaOH为0.02L×5mol/L=0.1mol，根据方程式开始n[Al（OH）₃]=n（NaOH）=0.1mol，根据Al元素守恒，则n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]，沉淀最大时，溶液中溶质为NaCl，根据氯离子守恒n（NaCl）=n（HCl）+3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂），根据钠离子守恒计算n（NaCl），再根据c=$\frac{n}{V}$计算．

解答 解：开始阶段发生反应：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，沉淀开始增大至最大发生反应：MgCl₂+2NaOH═2NaCl+Mg（OH）₂↓，AlCl₃+3NaOH═3NaCl+Al（OH）₃↓，沉淀溶解发生反应：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O．最终沉淀2.9g为Mg（OH）₂，根据Mg元素守恒，则n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=$\frac{2.9g}{58g/mol}$=0.05mol，则c（Mg²⁺）=$\frac{0.05mol}{0.1L}$=0.5mol/L；
溶解氢氧化铝消耗NaOH为0.02L×5mol/L=0.1mol，根据方程式开始n[Al（OH）₃]=n（NaOH）=0.1mol，根据Al元素守恒，则n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.1mol，则c（Al³⁺）=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L；
沉淀最大时，溶液中溶质为NaCl，根据钠离子守恒n（NaCl）=n（NaOH）=0.1L×5mol/L=0.5mol，根据氯离子守恒n（NaCl）=n（HCl）+3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂）=0.5mol，故n（HCl）+3×0.1mol+2×0.05mol=0.5mol，则n（HCl）=0.1mol，故c（H⁺）=c（HCl）=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，
故答案为：（1）1mol/L；（2）0.5mol/L；（3）1mol/L．

点评 本题考查混合物计算，关键是明确各阶段发生的反应，注意利用守恒法进行解答，难度中等．