Question

将镁、铝的混合物7.8g溶于100mL 6mol/L的H₂SO₄溶液中，然后再滴加2mol/L的NaOH溶液．请回答：
（1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示．当V₁=200mL时，则金属粉末中，n（Mg）=

 

mol，V₂=

 

mL．
（2）若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg²⁺、A1³⁺刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积为

 

mL．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）根据图象可知，在滴加NaOH溶液到体积V₁=200mL过程中，没有沉淀生成，说明硫酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余硫酸，V₁=200mL时，剩余的H₂SO₄与滴加的NaOH恰好完全反应，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，根据Mg原子、Al原子、SO₄^2-离子、Na⁺离子守恒，列方程求算n（Mg）；
当滴加NaOH溶液到体积V₂时，Al（OH）₃完全溶解，沉淀是Mg（OH）₂，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液．根据SO₄^2-离子、Na⁺离子和Al原子守恒，求出n（NaOH），再利用V=

n

c

计算滴入氢氧化钠溶液体积V₂．
（2）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Na₂SO₄溶液，根据SO₄^2-离子和Na⁺离子守恒有n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=2（H₂SO₄）求出n（NaOH），再利用V=

n

c

计算需要滴入NaOH溶液的体积．

解答： 解：（1）当V₁=200mL时，此时，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，
由Na⁺离子守恒可知，n（Na₂SO₄）=

1

2

n（Na⁺）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.2L×2mol/L=0.2mol，
设MgSO₄为xmol，Al₂（SO₄）₃为ymol，则：
根据Mg原子、Al原子守恒有：24x+27×2y=7.8，
100mL 6mol/L的H₂SO₄溶液中含有硫酸的物质的量为：6mol/L×0.1L=0.6mol，
根据SO₄^2-离子守恒有：x+3y=0.6-0.2=0.4，
联立方程解得：x=0.1、y=0.1，
所以金属粉末中：n（Mg）=0.1mol，n（Al）=2y=2×0.1mol=0.2mol，
滴加NaOH溶液到体积V₂时时，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根据SO₄^2-离子、Na⁺离子和Al原子守恒有：
n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al）=2×0.6mol×+0.2mol=1.4mol，
则V₂=

1.4mol

2mol/L

=0.7L=700mL，
故答案为：0.1，700；
（2）当溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全时，此时，溶液是Na₂SO₄溶液，根据SO₄^2-离子和Na⁺离子守恒有：n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=2（H₂SO₄）=2×0.6mol=1.2mol，
所以需要氢氧化钠溶液体积为：V（NaOH）=

1.2mol

2mol/L

=0.6L=600mL，
故答案为：600．

点评：本题考查了有关混合物反应的计算，题目难度中等，熟练掌握离子性质、明确图象曲线变化的含义为解答此类题的关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力．