Question

有100mL 溶質為MgCl₂和AlCl₃的混合溶液，c（Cl^-）=1.0mol?L^-1，c（Mg²⁺）=0.2mol?L^-1．若不考慮水解因素，則要使其中的Mg²⁺全部轉化為Mg（OH）₂沉淀而分離出來，至少需要4mol?L^-1的NaOH溶液的體積是（ ）
A．25mL
B．5mL
C．30mL
D．100mL

Answer 1

【答案】分析：操作的目的是氫氧化鎂形成沉淀從溶液中分離出來，需要加入過量的堿把生成的氫氧化鋁沉淀恰好全部溶解，利用MgCl₂和AlCl₃與NaOH反應方程式進行計算，然后利用電荷守恒、離子守恒計算．
解答：解：發生反應為：MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl、AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
將Mg²⁺恰好轉化為沉淀分離，需要把Al³⁺全部轉化為AlO₂^-；觀察反應方程式可知，此時，溶液恰好為NaCl和NaAlO₂溶液，所以，n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（Al³⁺），
Na⁺來源于4mol/LNaOH溶液，Al³⁺、Cl^-來源于100mLMgCl₂和AlCl₃混合液溶液，不考慮水解因素，原溶液中根據電荷守恒2[Mg²⁺]+3[Al³⁺]=[Cl^-]計算得到[Al³⁺]=0.2mol/L
由離子守恒知：n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（Al³⁺）=0.1L×1mol/L+0.1L×0.2mol/L=0.12mol，所以，需加4mol/LNaOH溶液體積為：=0.03L=30ml；
故選C．
點評：本題考查了鎂離子鋁離子混合溶液中分離鎂離子的方法應用，主要考查氫氧化鋁能溶于強堿中，結合電荷收和離子守恒進行計算，關鍵是反應過程的分析判斷．