Question

10．把由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物，溶于足量水中后有0.58 g白色沉淀生成，在所得的渾濁液中，逐滴加入0.50 mol/L鹽酸，加入鹽酸的體積（V）與沉淀質量（W）變化關系如圖所示：
（1）混合物中NaOH的質量為1.8g，混合物中AlCl₃的質量為0.6675g．
（2）P點表示鹽酸的體積是90mL．

Answer 1

分析 將由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物溶于足量水，充分反應后得到0.58g白色沉淀，向所得的濁液中加入鹽酸時，0-10mL時沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，則鋁離子完全轉化為偏鋁酸根離子，白色沉淀為Mg（OH）₂，根據Mg元素守恒：n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]；
加入鹽酸10-20mL，鹽酸和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，離子反應方程式為：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，沉淀最大時，溶液中存在的溶質是氯化鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，根據離子方程計算n[Al（OH）₃]，再根據Al元素守恒計算n（AlCl₃）；P點所加鹽酸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），沉淀最大時，溶液中存在的溶質是氯化鈉，由Na⁺離子和Cl^-離子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl），再根據m=nM計算各物質的質量；進而計算P點加入鹽酸的體積．

解答 解：將由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物溶于足量水，充分反應后得到0.58g白色沉淀，向所得的濁液中加入鹽酸時，0-10mL時沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，則鋁離子完全轉化為偏鋁酸根離子，白色沉淀為Mg（OH）₂，加入鹽酸10-20mL，鹽酸和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，離子反應方程式為：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，沉淀最大時，溶液中存在的溶質是氯化鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，加入20-PmL鹽酸，氫氧化鎂和氫氧化鋁都與鹽酸反應生成氯化鋁和氯化鎂，溶液中的溶質是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，
（1）10-20mL時，發生反應：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，消耗鹽酸體積為20mL-10mL=10mL=0.01L，故n[Al（OH）₃]=n（H⁺）=0.01L×0.5mol/L=0.005mol，根據Al元素守恒：n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.005mol，則m（AlCl₃）=0.005mol×133.5g/mol=0.6675g；
根據Mg元素守恒：n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=$\frac{0.58g}{58g/mol}$=0.01mol；
P點所加鹽酸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），沉淀最大時，溶液中存在的溶質是氯化鈉，由Na⁺離子和Cl^-離子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.01mol×2+0.005mol×3+0.02L×0.5mol/L=0.045mol，則m（NaOH）=0.045mol×40g/mol=1.8g；
答：混合物中NaOH的質量為1.8g，AlCl₃的質量為0.6675g；
（2）P點溶液中溶質為NaCl、MgCl₂、AlCl₃，加入鹽酸相當于恰好與原混合物中NaOH反應，二者恰好反應時：n（HCl）=n（NaOH）=0.045mol，則V（HCl）=$\frac{0.045mol}{0.5mol/L}$=0.09L=90mL，
答：P點時加入HCl的體積90mL．

點評 本題以化學反應圖象形式考查混合物計算，明確各解得發生的反應是關鍵，綜合考查學生分析、計算能力，注意利用守恒進行的解答，難度中等．