Question

10．把由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三种固体组成的混合物，溶于足量水中后有0.58 g白色沉淀生成，在所得的浑浊液中，逐滴加入0.50 mol/L盐酸，加入盐酸的体积（V）与沉淀质量（W）变化关系如图所示：
（1）混合物中NaOH的质量为1.8g，混合物中AlCl₃的质量为0.6675g．
（2）P点表示盐酸的体积是90mL．

Answer 1

分析 将由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三种固体组成的混合物溶于足量水，充分反应后得到0.58g白色沉淀，向所得的浊液中加入盐酸时，0-10mL时没有沉淀生成，说明溶液中NaOH过量，则铝离子完全转化为偏铝酸根离子，白色沉淀为Mg（OH）₂，根据Mg元素守恒：n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]；
加入盐酸10-20mL，盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子反应方程式为：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，沉淀最大时，溶液中存在的溶质是氯化钠，沉淀为Mg（OH）₂、Al（OH）₃，根据离子方程计算n[Al（OH）₃]，再根据Al元素守恒计算n（AlCl₃）；P点所加盐酸用于中和原混合物中的NaOH，此时所加盐酸物质的量：n（HCl）=n（NaOH），沉淀最大时，溶液中存在的溶质是氯化钠，由Na⁺离子和Cl^-离子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl），再根据m=nM计算各物质的质量；进而计算P点加入盐酸的体积．

解答 解：将由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三种固体组成的混合物溶于足量水，充分反应后得到0.58g白色沉淀，向所得的浊液中加入盐酸时，0-10mL时没有沉淀生成，说明溶液中NaOH过量，则铝离子完全转化为偏铝酸根离子，白色沉淀为Mg（OH）₂，加入盐酸10-20mL，盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子反应方程式为：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，沉淀最大时，溶液中存在的溶质是氯化钠，沉淀为Mg（OH）₂、Al（OH）₃，加入20-PmL盐酸，氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁，溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠，
（1）10-20mL时，发生反应：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，消耗盐酸体积为20mL-10mL=10mL=0.01L，故n[Al（OH）₃]=n（H⁺）=0.01L×0.5mol/L=0.005mol，根据Al元素守恒：n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.005mol，则m（AlCl₃）=0.005mol×133.5g/mol=0.6675g；
根据Mg元素守恒：n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=$\frac{0.58g}{58g/mol}$=0.01mol；
P点所加盐酸用于中和原混合物中的NaOH，此时所加盐酸物质的量：n（HCl）=n（NaOH），沉淀最大时，溶液中存在的溶质是氯化钠，由Na⁺离子和Cl^-离子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.01mol×2+0.005mol×3+0.02L×0.5mol/L=0.045mol，则m（NaOH）=0.045mol×40g/mol=1.8g；
答：混合物中NaOH的质量为1.8g，AlCl₃的质量为0.6675g；
（2）P点溶液中溶质为NaCl、MgCl₂、AlCl₃，加入盐酸相当于恰好与原混合物中NaOH反应，二者恰好反应时：n（HCl）=n（NaOH）=0.045mol，则V（HCl）=$\frac{0.045mol}{0.5mol/L}$=0.09L=90mL，
答：P点时加入HCl的体积90mL．

点评 本题以化学反应图象形式考查混合物计算，明确各解得发生的反应是关键，综合考查学生分析、计算能力，注意利用守恒进行的解答，难度中等．