题目内容

6．将0.1molMg、Al混合物溶于100mL4mol/L的盐酸中，然后再滴加1mol/L的NaOH溶液，在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m与NaOH溶液的体积V的变化如图所示．
（1）当V1=140mL时，混合物中n（Mg）=0.04mol，V2=460mL
（2）滴入的NaOH溶液400mL 时，溶液中的Mg2+和Al3+刚好沉淀完全．
（3）若混合物中Mg的物质的量分数为a，当滴入的NaOH溶液为450mL时，所得沉淀中无Al（OH）3，则a的取值范围是0.5≤a＜1．

分析 （1）由图可知，从开始至加入NaOH溶液V1mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后，盐酸有剩余，此时发生的反应为：H++OH-=H2O；
继续滴加NaOH溶液，到氢氧化钠溶液为A时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）2和Al（OH）3，此时发生的反应为：Mg2++2OH-=Mg（OH）2，Al3++3OH-=Al（OH）3，溶液为氯化钠溶液，再继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，发生反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
由图可知，0～V1发生H++OH-=H2O，V1～A发生Mg2+、Al3+转化为沉淀的反应，A→B段发生Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，结合反应及原子守恒计算解答；
（2）当镁离子、铝离子恰好完全沉淀时，溶质为氯化钠，结合质量守恒定律计算出需要氢氧化钠溶液体积；
（3）若混合物仍为0.1mol，其中镁的物质的量分数为a，用400mL1mol•L-1盐酸溶解后，再加入450mL 1mol•L-1氢氧化钠溶液，所得溶液无Al（OH）3沉淀，证明生成的氢氧化铝全部和氢氧化钠反应，由上述分析知：v1=400ml，再加入50mL 1mol•L-1氢氧化钠溶液，所得Al（OH）3沉淀完全溶于氢氧化钠生成偏铝酸钠，所得Al（OH）3沉淀完全溶于氢氧化钠生成偏铝酸钠，求得：Al（OH）3最大取值0.05mol，即0＜n（Al）≤0.05mol，再结合n（Mg）+n（Al）=0.1mol判断a的范围．

解答 解：（1）由图可知，从开始至加入NaOH溶液V1mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后，盐酸有剩余，此时发生的反应为：H++OH-=H2O；
继续滴加NaOH溶液，到氢氧化钠溶液为A时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）2和Al（OH）3，此时发生的反应为：Mg2++2OH-=Mg（OH）2，Al3++3OH-=Al（OH）3，溶液为氯化钠溶液，再继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，发生反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
若V1=140mL，说明盐酸有剩余，剩余盐酸的物质的量=1mol/L×0.14L=0.14mol，则和金属反应的盐酸的物质的量=4mol/L×0.1L-0.14mol=0.26mol，
设镁的物质的量是x，铝的物质的量是y，x+y=0.1、2x=3y=0.26，解得：x=0.04mol，y=0.06mol，
V2时溶液中的溶质是偏铝酸钠和氯化钠，根据原子守恒知，n（NaOH）=n（Al）+n（HCl）=0.06mol+0.4mol=0.46mol，所以氢氧化钠的体积=$\frac{0.46mol}{1mol/L}$=460mL，
故答案为：0.04；460；
（2）溶液中的Mg2+和Al3+刚好沉淀完全时，溶液中溶质为NaCl，则n（NaOH）=n（HCl）=4mol/L×0.1L=0.4mol，需要氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{0.4mol}{1mol/L}$=0.4L=400mL，
故答案为：400；   
（3）若混合物仍为0.1mol，其中镁的物质的量分数为a，用400mL1mol•L-1盐酸溶解后，再加入450mL 1mol•L-1氢氧化钠溶液，所得溶液无Al（OH）3沉淀，证明生成的氢氧化铝全部和氢氧化钠反应，由上述分析知：v1=400mL，再加入50mL 1mol•L-1氢氧化钠溶液，所得Al（OH）3沉淀完全溶于氢氧化钠生成偏铝酸钠，Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，Al（OH）3最大取值0.05mol，即0＜n（Al）≤0.05mol，n（Mg）+n（Al）=0.1mol，则0.5≤n（Mg）＜1，
故答案为：0.5≤a＜1．

点评 本题以图象形式考查混合物计算，题目难度中等，明确每一段图象发生的化学反应、知道拐点代表的含义及溶液中溶质的成分，结合方程式对有关问题进行分析，注意守恒思想的运用，可以使计算简化．

练习册系列答案
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