Question

15．把NaOH、MgCl₂、AlCl₃三種固體組成的混合物溶于足量水后，有1.16g 白色沉淀生成，再向所得的懸濁液中逐滴加入1mol•L^-1 鹽酸，加入鹽酸的體積V與生成沉淀的質量關系如圖所示．試回答下列問題：
（1）A點沉淀物的化學式為Mg（OH）₂，理由是因為加入10 mL 鹽酸恰好中和過量的NaOH，再加鹽酸沉淀增多，說明[Al（OH）₄]^-轉化為Al（OH）₃，故A點沉淀物為 Mg（OH）₂．
（2）寫出A點至B點發生反應的離子方程式[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O．
（3）原混合物中MgCl₂的質量為1.9g，AlCl₃的質量為2.67 g，NaOH的質量為5.2g．
（4）C點鹽酸的體積為130mL．

Answer 1

分析 （1）（2）固體組成的混合物溶于足量水后，再加入鹽酸時，0-A時沉淀的質量不變，說明溶液中NaOH過量，加入10 mL 鹽酸恰好中和過量的NaOH，再加鹽酸沉淀增多，說明[Al（OH）₄]^-轉化為Al（OH）₃，故A點沉淀物為 Mg（OH）₂，AB段發生反應：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，B點溶液中存在的溶質是氯化鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，BC段發生反應：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O、Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O；
（3）根據鎂離子守恒，可知n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]，由AB段消耗鹽酸，結合反應方程式、Al原子守恒計算n（AlCl₃），B點溶液中存在的溶質是氯化鈉，根據原子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl），再根據m=nM計算各物質的質量；
（4）C溶液中溶質為NaCl、MgCl₂、AlCl₃，加入鹽酸等于原混合物中NaOH消耗的鹽酸體積．

解答 解：固體組成的混合物溶于足量水后，再加入鹽酸時，0-A時沉淀的質量不變，說明溶液中NaOH過量，加入10 mL 鹽酸恰好中和過量的NaOH，再加鹽酸沉淀增多，說明[Al（OH）₄]^-轉化為Al（OH）₃，故A點沉淀物為 Mg（OH）₂，AB段發生反應：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，B點溶液中存在的溶質是氯化鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，BC段發生反應：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O、Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O．
（1）由上述分析可知，A為Mg（OH）₂，因為加入10 mL 鹽酸恰好中和過量的NaOH，再加鹽酸沉淀增多，說明[Al（OH）₄]^-轉化為Al（OH）₃，故A點沉淀物為 Mg（OH）₂，
故答案為：Mg（OH）₂；因為加入10 mL 鹽酸恰好中和過量的NaOH，再加鹽酸沉淀增多，說明[Al（OH）₄]^-轉化為Al（OH）₃，故A點沉淀物為 Mg（OH）₂；
（2）由上述分析可知，A點至B點發生反應的離子方程式為：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，故答案為：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O；
（3）A點沉淀的是氫氧化鎂，則n（Mg（OH）₂）=$\frac{1.16g}{58g/mol}$=0.02mol，根據Mg原子守恒得n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=0.02mol，氯化鎂的質量為：0.02mol×95g/mol=1.90g；
AB段發生反應：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，則n[Al（OH）₃]=n（HCl）=1mol/L×（0.03-0.01）L=0.02mol，根據鋁原子守恒得n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.02mol，氯化鋁的質量為：0.02mol×133.5g/mol=2.67g；
由Na⁺離子和Cl^-離子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.02mol×2+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.13mol，氫氧化鈉的質量為：0.13mol×40g/mol=5.20g，
故答案為：1.9；2.67；5.2；
（4）C溶液中溶質為NaCl、MgCl₂、AlCl₃，加入鹽酸等于原混合物中NaOH消耗的鹽酸體積，二者恰好反應時：n（HCl）=n（NaOH）=0.13mol，則V（HCl）=$\frac{0.13mol}{1mol/L}$=0.13L=130mL，
故答案為：130．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確曲線變化趨勢及每段發生的化學反應為解本題關鍵，注意掌握質量守恒定律在化學計算中的應用．