Question

將一塊金屬鈉投入到100ml MgCl₂和AlCl₃的混合溶液中，發現沉淀先多后少．反應完畢后收集到13.44L氣體（標準狀態），同時得到21.4g白色沉淀，將此沉淀溶于過量的NaOH溶液中，充分反應后沉淀質量減輕了15.6g．求原溶液中Mg²⁺、Al³⁺、Cl^-的物質的量濃度．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算,鈉的化學性質,鎂、鋁的重要化合物

專題：計算題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：沉淀溶于過量的NaOH溶液，最終得到的固體為Mg（OH）₂，根據Mg元素守恒計算n（Mg²⁺）；
根據生成氫氣的體積，利用電子轉移守恒計算n（Na），金屬Na與MgCl₂和AlCl₃的混合溶液反應，生成沉淀先多后少，則氫氧化鋁部分轉化為NaAlO₂，21.4g為Mg（OH）₂，Al（OH）₃，溶液中溶質為NaCl、NaAlO₂，由Mg元素守恒可知n（MgCl₂），假設溶液中AlCl₃為xmol，利用Al元素守恒表示出NaAlO₂的物質的量，
再利用Na元素、Cl元素守恒列方程計算x的值；
原溶液中n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃），再根據c=

n

V

計算各離子濃度．

解答： 解：沉淀溶于過量的NaOH溶液，最終得到的固體為Mg（OH）₂，其質量為21.4g-15.6g=5.8g，物質的量為

5.8g

58g/mol

=0.1mol，根據Mg元素守恒：n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=0.1mol，則c（Mg²⁺）=

0.1mol

0.1L

=1mol/L；
金屬Na與MgCl₂和AlCl₃的混合溶液反應，生成沉淀先多后少，則氫氧化鋁部分轉化為NaAlO₂，21.4g為Mg（OH）₂，Al（OH）₃，溶液中溶質為NaCl、NaAlO₂，
原溶液中n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=0.1mol，標況下13.44L氫氣的物質的量為n=

13.44L

22.4L/mol

=0.6mol，由電子轉移守恒可知，n（Na）=

0.6mol×2

1

=1.2mol，21.4g白色沉淀中m[Al（OH）₃]=15.6g，其物質的量為

15.6g

78g/mol

=0.2mol，假設溶液中AlCl₃為xmol，則金屬Na與MgCl₂和AlCl₃的混合溶液反應所得溶液中n（NaAlO₂）=（x-0.2）mol，根據Na元素、Cl元素守恒：n（Na）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），即1.2mol=0.1mol×2+3xmol+（x-0.2）mol，解得x=0.3，故原溶液中c（Al³⁺）=

0.3mol

0.1L

=3mol/L，
原溶液中n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）=0.1mol×2+0.3mol×3=1.1mol，n（Cl^-）=

1.1mol

0.1L

=11mol/L，
答：原溶液后者Mg²⁺的物質的量濃度1mol/L；Al³⁺的物質的量濃度3mol/L；Cl^-的物質的量濃度11mol/L．

點評：本題考查混合物計算，題目涉及反應過程較多，利用方程式計算比較繁瑣，本題采取守恒法計算，簡化計算過程，側重對學生分析思維能力的考查，掌握鎂、鋁及其化合物的性質是解答的關鍵，題目難度中等．