Question

1．将0.1mol的镁、铝混合物溶于100ml 4mol/L的盐酸中，然后滴加NaOH溶液，在滴加NaOH溶液过程中，沉淀的质量m随加入NaOH溶液的体积V变化的关系如图所示．
（1）请写出每个阶段发生反应的离子方程式：
OV₁段：H⁺+OH^-=H₂O
V₁V₂段：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃
V₂V₃段：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
（2）在滴加NaOH的过程中，若V₂=400ml，则加入NaOH溶液的浓度为1mol/L．
（3）滴加上述浓度的NaOH时，若V₁=160ml，则金属粉末中n（Mg）=0.06mol，
n（Al）=0.04mol，V₃=440ml．

Answer 1

分析 （1）由图可知，从开始至加入NaOH溶液V₁mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后，盐酸有剩余，此时发生的反应为：H⁺+OH^-=H₂O；
继续滴加NaOH溶液，到氢氧化钠溶液为V₂时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，此时发生的反应为：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液；
再继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，发生反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）V₂时沉淀达到最大量，此时溶质为氯化钠，根据氯原子守恒计算出氢氧化钠的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算出氢氧化钠溶液的浓度；
（3）由图可知，0～V₁发生H⁺+OH^-=H₂O，V₁～V₂发生Mg²⁺、Al³⁺转化为沉淀的反应，V₂～V₃段发生Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，结合反应及原子守恒计算解答．

解答 解：（1）由图可知，从开始至加入NaOH溶液V₁mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后，盐酸有剩余，此时发生的反应为：H⁺+OH^-=H₂O；继续滴加NaOH溶液，到氢氧化钠溶液为V₂时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，此时发生的反应为：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液；再继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，发生反应为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案：H⁺+OH^-=H₂O；Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）V₂时沉淀达到最大量，此时溶质为NaCl，根据氯原子守恒可知：n（NaOH）=n（HCl）=4mol/L×0.1L=0.4mol，则该氢氧化钠溶液浓度为：$\frac{0.4mol}{0.4L}$=1mol/L，
故答案为：1；
（3）若V₁=160mL，说明盐酸有剩余，剩余盐酸的物质的量为：1mol/L×0.16L=0.16mol，则和金属反应的盐酸的物质的量为：4mol/L×0.1L-0.16mol=0.24mol，
设镁的物质的量是x，铝的物质的量是y，则：x+y=0.1mol，2x+3y=0.24，解得x=0.06mol，y=0.04mol，
即镁的物质的量为0.06mol，铝的物质的量为0.04mol；
V₃点时溶液中的溶质是偏铝酸钠和氯化钠，根据原子守恒知，n（NaOH）=n（Al）+n（HCl）=0.04mol+0.4mol=0.44mol，所以氢氧化钠的体积为：$\frac{0.44mol}{1mol/L}$=0.44L=440mL，
故答案为：0.06； 0.04；440．

点评 本题以图象形式考查混合物计算，题目难度中等，明确每一段图象发生的化学反应及拐点代表的含义、溶液中溶质的成分为解答关键，然后结合方程式对有关问题进行分析，注意守恒思想的运用．