Question

【題目】將0.1 mol的鎂、鋁混合物溶于100 mL 2 mol·L－1的H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol·－1的NaOH溶液。請回答：

(1)若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質量m隨加入NaOH溶液的體積V變化的關系如圖所示，當V1＝160 mL時,則金屬粉末中n(Mg)＝______________mol，V2＝_____________ mL。

(2)若混合物仍為0.1 mol，其中Mg粉物質的量分數為a ，用100 mL2mol·L－1的H2SO4溶解此混合物后，再加入450mL1mol/LNaOH溶液，所得沉淀中無Al(OH)3。滿足此條件的a的取值范圍是______________。

Answer 1

【答案】0.064400.05≤a<0.1

【解析】發生的反應①Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑、②2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑、③H＋＋OH－=H2O、④Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、⑤Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓、⑥Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O，（1）設Mg的物質的量為xmol，則Al的物質的量為(0.1－x)mol，V1=160ml時，和金屬反應消耗的H＋的物質的量為(100×10－3×2×2－160×10－3×1)mol=0.24mol，因此有2x＋6(0.1－x)/2=0.24，解得x=0.06mol，V2時，溶液中溶質為Na2SO4、NaAlO2，根據電荷守恒以及元素守恒，n(Na＋)=n(AlO2－)＋2n(SO42－)=0.04＋2×100×10－3×2mol=0.44mol，因此V2=0.44×103/1ml=440mL；（2）沉淀中無Al(OH)3，溶液此時溶質為NaAlO2、Na2SO4，當NaOH過量，此時溶液中還含有NaOH，因此根據元素守恒，n(NaOH)=450×10－3×1≥n(AlO2－)＋2n(SO42－)=0.1×(1－a)＋2×100×10－3×2mol，解得a≥0.5，因此范圍是0.5≤a<1