Question

1．將0.1mol的鎂、鋁混合物溶于100ml 4mol/L的鹽酸中，然后滴加NaOH溶液，在滴加NaOH溶液過程中，沉淀的質量m隨加入NaOH溶液的體積V變化的關系如圖所示．
（1）請寫出每個階段發生反應的離子方程式：
OV₁段：H⁺+OH^-=H₂O
V₁V₂段：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃
V₂V₃段：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
（2）在滴加NaOH的過程中，若V₂=400ml，則加入NaOH溶液的濃度為1mol/L．
（3）滴加上述濃度的NaOH時，若V₁=160ml，則金屬粉末中n（Mg）=0.06mol，
n（Al）=0.04mol，V₃=440ml．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，從開始至加入NaOH溶液V₁mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后，鹽酸有剩余，此時發生的反應為：H⁺+OH^-=H₂O；
繼續滴加NaOH溶液，到氫氧化鈉溶液為V₂時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，此時發生的反應為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃，溶液為氯化鈉溶液；
再繼續滴加NaOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與水，發生反應Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）V₂時沉淀達到最大量，此時溶質為氯化鈉，根據氯原子守恒計算出氫氧化鈉的物質的量，再根據c=$\frac{n}{V}$計算出氫氧化鈉溶液的濃度；
（3）由圖可知，0～V₁發生H⁺+OH^-=H₂O，V₁～V₂發生Mg²⁺、Al³⁺轉化為沉淀的反應，V₂～V₃段發生Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，結合反應及原子守恒計算解答．

解答 解：（1）由圖可知，從開始至加入NaOH溶液V₁mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后，鹽酸有剩余，此時發生的反應為：H⁺+OH^-=H₂O；繼續滴加NaOH溶液，到氫氧化鈉溶液為V₂時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，此時發生的反應為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃，溶液為氯化鈉溶液；再繼續滴加NaOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與水，發生反應為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案：H⁺+OH^-=H₂O；Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）V₂時沉淀達到最大量，此時溶質為NaCl，根據氯原子守恒可知：n（NaOH）=n（HCl）=4mol/L×0.1L=0.4mol，則該氫氧化鈉溶液濃度為：$\frac{0.4mol}{0.4L}$=1mol/L，
故答案為：1；
（3）若V₁=160mL，說明鹽酸有剩余，剩余鹽酸的物質的量為：1mol/L×0.16L=0.16mol，則和金屬反應的鹽酸的物質的量為：4mol/L×0.1L-0.16mol=0.24mol，
設鎂的物質的量是x，鋁的物質的量是y，則：x+y=0.1mol，2x+3y=0.24，解得x=0.06mol，y=0.04mol，
即鎂的物質的量為0.06mol，鋁的物質的量為0.04mol；
V₃點時溶液中的溶質是偏鋁酸鈉和氯化鈉，根據原子守恒知，n（NaOH）=n（Al）+n（HCl）=0.04mol+0.4mol=0.44mol，所以氫氧化鈉的體積為：$\frac{0.44mol}{1mol/L}$=0.44L=440mL，
故答案為：0.06； 0.04；440．

點評 本題以圖象形式考查混合物計算，題目難度中等，明確每一段圖象發生的化學反應及拐點代表的含義、溶液中溶質的成分為解答關鍵，然后結合方程式對有關問題進行分析，注意守恒思想的運用．