Question

19．将0.01mol的铁、铝混合物溶于100mL 0.2mol/LH₂SO₄溶液中，然后再滴加1mol/L NaOH溶液．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变化如图所示．当V₁=16mL时，则V₂为（　　）

• A． 24mL
• B． 30mL
• C． 440mL
• D． 44mL

Answer 1

分析 根据图象可知，在滴加NaOH溶液到体积V₁=16mL过程中，没有沉淀生成，说明硫酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余硫酸，V₁=16mL时，剩余的H₂SO₄与滴加的NaOH恰好完全反应，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，根据Mg原子、Al原子、SO₄^2-离子、Na⁺离子守恒，列方程求算n（Mg）、n（Al）；
当滴加NaOH溶液到体积V₂时，Al（OH）₃完全溶解，沉淀是Mg（OH）₂，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液．根据SO₄^2-离子、Na⁺离子和Al原子守恒，求出n（NaOH），再利用V=$\frac{n}{c}$计算滴入氢氧化钠溶液体积V₂．

解答 解：当V₁=16mL时，此时，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，
由Na⁺离子守恒可知，n（Na₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（Na⁺）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×0.016L×1mol/L=0.008mol，
设MgSO₄为xmol、Al₂（SO₄）₃为ymol，则：
根据Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0.01，
100mL 0.2mol/L的H₂SO₄溶液中含有硫酸的物质的量为：0.2mol/L×0.1L=0.02mol，
根据SO₄^2-离子守恒有：x+3y=0.02-0.008=0.012，
联立方程解得：x=0.006、y=0.002，
所以金属粉末中：n（Mg）=0.006mol，n（Al）=2y=2×0.02mol=0.004mol，
滴加NaOH溶液到体积V₂时时，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根据SO₄^2-离子、Na⁺离子和Al原子守恒有：
n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al）=2×0.02mol+0.004mol=0.044mol，
则V₂=$\frac{0.044mol}{1mol/L}$=0.044L=44mL，
故选D．

点评 本题考查了有关混合物反应的计算，题目难度中等，明确图象曲线变化的含义为解答此类题的关键，注意掌握常见离子的性质及发生的反应，试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学计算能力．