Question

12．在MgCl₂和AlCl₃的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液直至过量．经测定，加入的NaOH的物质的量（mol）和所得沉浮的物质的量（mol）的关系如图所示．则：
（1）写出代表各线段发生反应的离子方程式：
OD段Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，
DC段Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）原溶液中Mg²⁺、Al³⁺物质的量浓度之比为2：1．
（3）图中C点表示当加入0.8mol NaOH时，Al³⁺已经转化成AlO₂^-．
（4）图中线段OA：AB=7：1．

Answer 1

分析 AlCl₃和MgCl₂的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液，发生反应生成氢氧化铝、氢氧化镁沉淀，OD段发生的离子反应有Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、继续滴加NaOH溶液直至过量，氢氧化铝与NaOH反应逐渐溶解，DC段发生的离子反应Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，此时沉淀为氢氧化镁0.2mol，溶液为NaCl、NaAlO₂溶液．结合图象与反应的对应关系、沉淀的物质的量及原子守恒来计算．

解答 解：（1）由图象可知，0～A发生Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，A～B发生Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
C点对应的沉淀为Mg（OH）₂，D点对应的沉淀为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，
故答案为：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）DC段发生的离子反应Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，此时沉淀为氢氧化镁0.2mol，则Al（OH）₃的物质的量为0.3mol-0.2mol=0.1mol，
由Mg（OH）₂～Mg²⁺、Al（OH）₃～Al³⁺，溶液的体积相同，浓度之比等于物质的量之比，
所以原溶液中Mg²⁺、Al³⁺物质的量浓度之比为0.2mol：0.1mol=2：1，
故答案为：2：1；
（3）由Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓
          0.2mol 0.4mol
          Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
           0.1mol 0.3mol
         Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O
             0.1mol 0.1mol
则C点NaOH的物质的量为0.4mol+0.3mol+0.1mol=0.8mol，此时铝离子完全转化为AlO₂^-，镁离子完全转化为沉淀，
故答案为：0.8；AlO₂^-；
（4）0～A发生Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，
A～B发生Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
则线段OA对应的NaOH的物质的量为0.4mol+0.3mol=0.7mol，
线段AB对应的NaOH的物质的量为0.1mol，
所以线段OA：AB=0.7mol：0.1mol=7：1，
故答案为：7：1．

点评 本题考查学生利用离子反应及金属与金属的化合物的性质来计算，明确图象中每段发生的化学反应是解答本题的关键，并注意利用原子守恒的方法来解答，题目难度中等．