Question

将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。请回答：

(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。当V1＝160 mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________mol，V2＝________ mL。

(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝________ mL。

(3)若混合物仍为0.1 mol，其中镁粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1 mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是________。

Answer 1

解析：(1)由图像可知：V1 mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的为H2SO4：

0．2 mol－0.16 mol×＝0.12 mol。

假设n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol，

则有方程组：

，解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。

当加入V2 mL NaOH溶液时，

得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2关系式为：

Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－，

所以，V2＝160 mL＋×103mL/L＝440 mL。

(2)当Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式为2NaOH～H2SO4，

所以，V(NaOH)＝＝400 mL。

(3)当所得沉淀中无Al(OH)3时，NaOH溶液过量，反应后生成的溶质为：Na2SO4、NaAlO2。

则根据Na元素守恒：n(NaOH)＝0.45 L×1 mol/L≥0.1 L×2 mol/L×2＋0.1×(1－a) mol。

解得a≥，则满足此条件的a的取值范围是≤a<1。

答案：(1)0.06　440　(2)400　(3)≤a<1