Question

【題目】某固體混合物，由NaOH、AlCl3、MgCl2組成，將它放入足量的水中，充分攪拌后，有0.58g白色沉淀，在所得到的濁液中逐滴加入0.5mol/L的鹽酸，加入鹽酸的體積與生成沉淀的質量（g）關系如圖所示。（假定：加入NaOH溶液后，Al3+、Mg2+轉化為沉淀不存在先后順序）

（1）沉淀的最大值，即m= ___________________g。

（2）沉淀完全溶解時，所消耗鹽酸的體積a=________________mL。

Answer 1

【答案】 1.36g 130mL

【解析】向所得濁液中，逐滴加入0.5mol/L鹽酸，由加入鹽酸的體積和生成沉淀的質量關系圖分析：
①0-10mL，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質量不變，說明沉淀是Mg(OH)2，m[Mg(OH)2]=0.58g，NaOH、AlCl3、MgCl2組成的混合物，溶于足量水發生反應是：MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl；AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO2和NaOH的混合液，該階段發生反應是：NaOH+HCl=NaCl+H2O；
②10mL處，加入10ml鹽酸剛好中和未反應的NaOH，溶液為NaCl、NaAlO2；
③10mL-30ml，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質量增加，該階段發生反應是：NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl；
④30mL處，NaAlO2與鹽酸恰好反應，需鹽酸體積為：30ml-10ml=20ml，沉淀質量達到最大，溶液為NaCl溶液；
⑤30mL-a點，隨鹽酸的體積增加，沉淀的質量減少，發生反應是：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O；
Al(OH)3+3 HCl=AlCl3+3H2O；
⑥a點，Mg(OH)2和Al(OH)3完全反應，溶液為MgCl2、AlCl3和NaCl混合液；

(1)10mL-30ml，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質量增加，該階段發生反應是：NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl；
生成的Al(OH)3的物質的量為0.02L×0.5mol/L=0.01mol，質量為0.01mol×78g/mol=0.78g，

則沉淀的最大量為：0.58g+0.78g=1.36g。

(2)選30mL處，計算NaOH的質量，此時溶液為NaCl溶液，溶液中Cl-來源于原混合物中的AlCl3、MgCl2和加入的30mlHCl，溶液中Na+來源于原混合物中的NaOH，
NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl
0.01mol0.02L×0.5mol/L=0.01mol
由Al原子守恒得原混合物中n(AlCl3)=n(NaAlO2)=0.01mol
由Mg原子守恒得原混合物中n(MgCl2)=n[Mg(OH)2]= =0.01mol，
由Na+離子和Cl-離子守恒得：n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl-)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)=0.01mol×2+0.01mol×3+0.03L×0.5mol/L=0.065mol；

沉淀完全溶解后溶液為MgCl2、AlCl3和NaCl混合液，a點所加鹽酸相等于用于中和原混合物中的NaOH，
此時所加鹽酸物質的量：n(HCl)=n(NaOH)=0.065mol，
P點所表示鹽酸的體積為：V==0.13L=130mL。