Question

將一定質量的Mg和Al的混合物投入2.0mol/L，250mL稀硫酸中，固體全部溶解并產生氣體．待反應完全后，向所得溶液中加入一定濃度的NaOH溶液，生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液的體積關系如右圖所示．回答下列問題：
（1）由圖可知加入鎂的物質的量是

 

     
（2）當加入NaOH溶液的體積小于20mL時發生的離子反應是

 

，當加入NaOH溶液的體積大于200mL時發生的離子反應是

 

．
（3）NaOH溶液的物質的量濃度為

 

．

Answer 1

考點：離子方程式的有關計算

專題：計算題

分析：由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時發生的反應為：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O．當V（NaOH溶液）=200mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，二者物質的量之和為0.35mol，溶液中溶質為Na₂SO₄，根據鈉元素守恒可知此時n（Na₂SO₄）等于200mL氫氧化鈉溶液中含有的n（NaOH）的

1

2

倍．從200mL開始，NaOH溶解Al（OH）₃：NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，當沉淀不再減少，此時全部為Mg（OH）₂，物質的量為0.15mol，所以沉淀量最大時，Mg（OH）₂為0.15mol，Al（OH）₃為0.35mol-0.15mol=0.2mol，
（1）由鎂元素守恒計算；
（2）由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時發生的反應為：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O，再寫離子反應；當加入NaOH溶液的體積大于200mL時，由圖象可知，溶解Al（OH）₃；
（3）沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液中溶質為Na₂SO₄，根據鈉元素守恒可知此時n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）據此計算．

解答： 解：由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時發生的反應為：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O．當V（NaOH溶液）=200mL時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，二者物質的量之和為0.35mol，溶液中溶質為Na₂SO₄，根據鈉元素守恒可知此時n（Na₂SO₄）等于200mL氫氧化鈉溶液中含有的n（NaOH）的

1

2

倍．從200mL開始，NaOH溶解Al（OH）₃：NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，當沉淀不再減少，此時全部為Mg（OH）₂，物質的量為0.15mol，所以沉淀量最大時，Mg（OH）₂為0.15mol，Al（OH）₃為0.35mol-0.15mol=0.2mol，
（1）據鎂元素守恒，Mg（OH）₂------Mg，鎂的物質的量為0.15mol，故答案為：0.15 mol
（2）由圖象可知，從開始至加入NaOH溶液20mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此時發生的反應為：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O，離子反應為H⁺+OH^-=H₂O；當加入NaOH溶液的體積大于200mL時，由圖象可知，這是溶解Al（OH）₃，離子反應為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液中溶質為Na₂SO₄，根據鈉元素守恒可知此時n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）=2×0.25L×2mol/L=1mol，所以Na0H溶液的物質的量濃度為

1mol

0.2L

=5 mol/L，故答案為：5 mol/L．

點評：本題考查鎂鋁的重要化合物、化學計算，以圖象題的形式考查，題目難度中等，注意分析圖象各階段的物質的量的關系，根據各階段的化學反應，利用守恒計算．