Question

将一块金属钠投入到100 mL MgCl₂和AlCl₃的混合溶液中，发现沉淀先多后少。反应完毕后收集到13.44 L气体（标准状况下），同时得到21.4 g白色沉淀，将此沉淀溶于过量的NaOH溶液中，充分反应后沉淀质量减轻了15.6 g。求原溶液中Mg²⁺、Al³⁺的物质的量浓度。

Answer 1

1 mol·L^-1  3 mol·L^-1

解析：这是一道有关化学方程式的计算题，属较难题。该题涉及的化学反应有：①2Na+2H₂O====2NaOH+H₂↑  ②MgCl₂+2NaOH====Mg(OH)₂↓+2NaCl

③AlCl₃+3NaOH====Al(OH)₃↓+3NaCl  ④Al(OH)₃+NaOH====NaAlO₂+2H₂O

由反应①得：n(H₂)=13.44 L/22.4 L·mol^-1=0.6 mol,

n(NaOH)=2×n(H₂)=1.2 mol。

n〔Mg(OH)₂〕==0.1 mol。

c(Mg²⁺)==1 mol·L^-1。

n〔Al(OH)₃〕=15.6 g/78 g·mol^-1=0.2 mol。

由题意可知：AlCl₃转化为沉淀后有一部分溶解了，设溶解了的Al³⁺为x mol，由NaOH守恒可得：n(NaOH)=2n〔Mg(OH)₂〕+3n〔Al(OH)₃〕+4x,得x=0.1 mol,c(Al³⁺)= =3 mol·L^-1。