Question

把NaOH、AlCl₃、MgCl₂三种固体组成的混合物溶于足量水中后，有0.58g白色沉淀．在所得浊液中逐滴加入18.25g/L的稀盐酸，加入盐酸体积与生成沉淀的质量关系如图所示．试求：
（1）混合物中NaOH质量是多少克？
（2）混合物中AlCl₃质量是多少克？
（3）P点所表示的盐酸体积是多少毫升？

Answer 1

分析：（1）由生成沉淀的质量关系图可知，滴加的前10mL稀盐酸，没有影响沉淀的量，说明滴加的稀盐酸在与混合物中剩余的氢氧化钠发生反应；继续滴加稀盐酸时，沉淀量增加，此时稀盐酸与NaAlO₂发生反应产生Al（OH）₃沉淀；此后再滴加的稀盐酸与氢氧化铝和氢氧化镁的沉淀发生反应，直至Mg（OH）₂和Al（OH）₃沉淀全部溶解；
综合以上分析，混合物中的氢氧化钠溶于水后与氯化镁、氯化铝发生反应后还有剩余，剩余的氢氧化钠与稀盐酸发生反应；
（2）根据以上的分析，固体物中的氯化铝与氢氧化钠反应生成NaAlO₂；因此，计算出的质量就可以根据反应的化学方程式计算氯化铝的质量；
（3）P点为全部反应完全反应后所消耗稀盐酸的量，需要计算出氢氧化铝、氢氧化镁两种沉淀物完全溶解所消耗稀盐酸的量．

解答：解：（1）由生成沉淀的质量关系图可知，混合物中有氢氧化钠剩余，则0.58g白色沉淀为混合物中氯化镁与氢氧化钠完全反应所生成的氢氧化镁；
设与氯化镁完全反应时消耗氢氧化钠的质量为x
MgCl₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaCl
       80       58
        x      0.58g

80

x

=

58

0.58g

 
x=0.8g
设滴加10mL18.25g/L的稀盐酸消耗氢氧化钠的质量为y
NaOH+HCl═NaCl+H₂O
40   36.5
y    10mL×10^-3×18.25g/L

40

y

=

36.5

10mL×10-3×18.25g/L

 
y=0.2g
与NaAlO₂发生反应的盐酸的质量=（30-10）mL×10^-3×18.25g/L=0.365g
设消耗20mL稀盐酸需要NaAlO₂的质量为z
NaAlO₂+HCl+H₂O═Al（OH）₃↓+NaCl
 82   36.5
  z   0.365g

82

z

=

36.5

0.365g

  z=0.82g
设生成0.82g需要消耗氢氧化钠的质量为a，同时需要AlCl₃的质量为b
AlCl₃+4NaOH═NaAlO₂+3NaCl+2H₂↑
3.5  160    82
  b     a    0.82g

160

a

=

82

0.82g

 
a=1.6g
所以，混合物中NaOH质量=0.8g+0.2g+1.6g=2.6g
（2）

133.5

b

=

82

0.82g

 
b=1.335g，即混合物中AlCl₃质量是1.335g；
（3）由图知：P点溶液的溶质为NaCl、AlCl₃、MgCl₂，相当于用盐酸中和了原溶液中的NaOH所得的结果，
所以，设2.6g氢氧化钠完全反应需要稀盐酸的体积为v
NaOH+HCl═NaCl+H₂O
40   36.5
2.6g  v××10^-3×18.25g/L

40

2.6g

=

36.5

v×10-3 ×18.25g/L

 
v=130mL 
答：（1）混合物中NaOH质量是2.6g；
（2）混合物中AlCl₃质量是1.335g；
（3）P点所表示的盐酸体积是130mL．

点评：根据滴加稀盐酸与产生沉淀的关系图，分析各阶段所发生的反应，利用各阶段反应的化学方程式进行相关物质质量的计算；本题所涉及的反应比较复杂，在分析时逐个反应梳理清楚是解决本问题的关键．