Question

19．將Mg、Al組成的混合物共0.1mol溶于100mL 3mol/LHCl溶液中，再滴加1mol/LNaOH 溶液，在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀的質量m隨NaOH溶液體積V的變化如圖所示：

（1）A點沉淀的總物質的量n=0.1mol．
（2）V₂=300mL
（3）若混合物仍為0.1mol，其中Mg的物質的量分數為a，用100mL 3mol/LHCl溶液溶解此混合物后，再加入360mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中無Al（OH）₃，則滿足此條件的a的取值范圍為0.4≤a＜1．

Answer 1

分析 鎂鋁的混合物溶于鹽酸溶液中，發生反應生成氯化鎂和氯化鋁，先反應后的溶液中滴入氫氧化鈉溶液，在氫氧化鈉體積小于V₁時，氫氧化鈉與沒有反應的鹽酸反應，故0～V₁mL時，不產生沉淀，氫氧化鈉體積為V₁mL～V₂mL，氯化鎂和氯化鋁與開始氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂和氫氧化鋁，在A點時沉淀達到最大量；氫氧化鈉體積為V₂mL～V₃mL氫氧化鋁和氫氧化鈉反應，生成偏鋁酸鈉，當氫氧化鈉體積為V₂mL，鎂離子和鋁離子恰好沉淀，溶液中陽離子為Na⁺，陰離子為Cl^-，即溶液中的溶質為NaCl，n（Na⁺）=n（Cl^-），其中Na⁺來自NaOH，Cl^-來自HCl，故當氫氧化鈉體積為V₂mL，n（NaOH）=n（HCl），據此解答（1）（2）；
（3）若混合物仍為0.1mol，其中鎂的物質的量分數為a，用100mL3mol•L^-1鹽酸溶解后，再加入360mL 1mol•L^-1氫氧化鈉溶液，所得溶液無Al（OH）₃沉淀，證明生成的氫氧化鋁全部和氫氧化鈉反應，由上述分析知：v₁=300ml，再加入60mL 1mol•L^-1氫氧化鈉溶液，所得Al（OH）₃沉淀完全溶于氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，所得Al（OH）₃沉淀完全溶于氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，求得：Al（OH）₃最大取值0.06mol，即0＜n（Al）≤0.06mol，n（Mg）+n（Al）=0.1mol，據此判斷鎂的物質的量范圍及a的范圍．

解答 解：鎂鋁的混合物溶于鹽酸溶液中，發生反應生成氯化鎂和氯化鋁，先反應后的溶液中滴入氫氧化鈉溶液，在氫氧化鈉體積小于V₁時，氫氧化鈉與沒有反應的鹽酸反應，故0～V₁mL時，不產生沉淀，氫氧化鈉體積為V₁mL～V₂mL，氯化鎂和氯化鋁與開始氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂和氫氧化鋁，在A點時沉淀達到最大量；氫氧化鈉體積為V₂mL～V₃mL氫氧化鋁和氫氧化鈉反應，生成偏鋁酸鈉，當氫氧化鈉體積為V₂mL，鎂離子和鋁離子恰好沉淀，溶液中陽離子為Na⁺，陰離子為Cl^-，即溶液中的溶質為NaCl，n（Na⁺）=n（Cl^-），其中Na⁺來自NaOH，Cl^-來自HCl，
（1）根據分析可知，A點的沉淀為：Mg（OH）₂、Al（OH）₃，鎂和流程的物質的量為0.1mol，根據質量守恒定律，則A點生成沉淀的物質的量為0.1mol，
故答案為：0.1mol；
（2）加入V₂mLNaOH時，n（NaOH）=n（HCl）=3mol•L^-1×0.1L=0.3mol，V（NaOH）=$\frac{0.3mol}{1mol/L}$=0.3L=300mL，
故答案為：300mL；
（3）若混合物仍為0.1mol，其中鎂的物質的量分數為a，則鎂的物質的量為0.1amol，
用100mL 3mol/LHCl溶液溶解此混合物后，再加入360mL 1mol/L的NaOH溶液，所得溶液無Al（OH）₃沉淀，證明生成的氫氧化鋁全部和氫氧化鈉反應，由上述分析知：V₂=300mL，再加入60mL 1mol•L^-1氫氧化鈉溶液，
所得Al（OH）₃沉淀完全溶于氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，Al（OH）₃最大取值0.06mol，即0＜n（Al）≤0.06mol，n（Mg）+n（Al）=0.1mol，則0.04mol≤n（Mg）＜0.1mol，
則a的范圍為：0.4≤a＜1，
故答案為：0.4≤a＜1．

點評 本題以圖象題的形式考查鎂鋁單質及其化合物性質、混合物反應的計算，題目難度中等，分析圖象各階段的發生的反應是解題關鍵，注意掌握常見金屬及其化合物性質，明確混合物計算的常用方法．