Question

14．把一定质量的镁、铝混合物投入到1mol•L^-1的盐酸中，待金属完全溶解后，向溶液中加入1mol，•L^-1的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示．则：
（1）写出下列各段反应的离子方程式
①0-30mLH⁺+OH^-=H₂O
②30-80mLMg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
③80-90mLAl（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-
（2）原溶液中盐酸的体积为80mL
（3）原镁铝混合物中镁、铝的物质的量之比为1：1．

Answer 1

分析 根据图可知，加入氢氧化钠溶液后首先发生的反应是中和过量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，总共消耗了30mL氢氧化钠溶液；30-80段是沉淀两种金属离子：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，80-90是Al（OH）₃的溶解：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，从横坐标80mL到90mL这段可计算出n[Al（OH）₃]=1mol/L×（0.09L-0.08L）=0.01mol，则n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，所以沉淀Al³⁺需要的OH^-为0.03mol，即消耗NaOH溶液的体积为30mL，则沉淀镁离子消耗氢氧化钠溶液的体积为：80mL-30mL-30mL=20mL，据此可计算出镁离子的物质的量，结合质量守恒可知换混合物中Mg的物质的量，据此进行解答．

解答 解：（1）①根据图可知，0-30mL加入氢氧化钠溶液后，首先发生的反应是中和过量的酸：H⁺+OH^-=H₂O，
故答案为：H⁺+OH^-=H₂O；
②30-80段是沉淀镁离子、铝离子离子，反应的离子方程式为：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，
故答案为：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；
③80-90mL是Al（OH）₃的溶解，反应的离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，
故答案为：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-；           
（2）加入80mL氢氧化钠溶液时沉淀达到最大量，此时溶质为NaCl，根据质量守恒可知：n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH）=1mol/L×0.08L=0.08mol，
则原元素溶液的体积为：$\frac{0.08mol}{1mol/L}$=0.08L=80mL，
故答案为：80；
（3）从横坐标80mL到90mL这段可计算出n[Al（OH）₃]=1mol/L×（0.09L-0.08L）=0.01mol，则n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，所以沉淀Al³⁺需要的OH^-为0.03mol，即消耗NaOH溶液的体积为30mL，则沉淀镁离子消耗氢氧化钠溶液的体积为：80mL-30mL-30mL=20mL，氢氧化钠的物质的量为：1mol/L×0.02L=0.02mol，根据质量守恒定律可知：n（Mg）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=0.01mol，
所以原镁铝混合物中镁、铝的物质的量之比为0.01mol：0.01mol=1：1，
故答案为：1：1．

点评 本题考查了混合物反应的计算、离子反应的计算，题目难度中等，明确图象曲线变化对应反应原理为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．