Question

將鎂、鋁的混合物7.8g溶于100mL 6mol/L的H₂SO₄溶液中，然后再滴加2mol/L的NaOH溶液．請(qǐng)回答：
（1）若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質(zhì)量隨加入NaOH溶液的體積V變化如圖所示．當(dāng)V₁=200mL時(shí)，則金屬粉末中，n（Mg）=

 

mol，V₂=

 

mL．
（2）若在滴加NaOH溶液的過程中，欲使Mg²⁺、A1³⁺剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積為

 

mL．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）根據(jù)圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積V₁=200mL過程中，沒有沉淀生成，說明硫酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余硫酸，V₁=200mL時(shí)，剩余的H₂SO₄與滴加的NaOH恰好完全反應(yīng)，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，根據(jù)Mg原子、Al原子、SO₄^2-離子、Na⁺離子守恒，列方程求算n（Mg）；
當(dāng)?shù)渭覰aOH溶液到體積V₂時(shí)，Al（OH）₃完全溶解，沉淀是Mg（OH）₂，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液．根據(jù)SO₄^2-離子、Na⁺離子和Al原子守恒，求出n（NaOH），再利用V=

n

c

計(jì)算滴入氫氧化鈉溶液體積V₂．
（2）當(dāng)溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全時(shí)，即沉淀達(dá)到最大值，此時(shí)，溶液是Na₂SO₄溶液，根據(jù)SO₄^2-離子和Na⁺離子守恒有n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=2（H₂SO₄）求出n（NaOH），再利用V=

n

c

計(jì)算需要滴入NaOH溶液的體積．

解答： 解：（1）當(dāng)V₁=200mL時(shí)，此時(shí)，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，
由Na⁺離子守恒可知，n（Na₂SO₄）=

1

2

n（Na⁺）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.2L×2mol/L=0.2mol，
設(shè)MgSO₄為xmol，Al₂（SO₄）₃為ymol，則：
根據(jù)Mg原子、Al原子守恒有：24x+27×2y=7.8，
100mL 6mol/L的H₂SO₄溶液中含有硫酸的物質(zhì)的量為：6mol/L×0.1L=0.6mol，
根據(jù)SO₄^2-離子守恒有：x+3y=0.6-0.2=0.4，
聯(lián)立方程解得：x=0.1、y=0.1，
所以金屬粉末中：n（Mg）=0.1mol，n（Al）=2y=2×0.1mol=0.2mol，
滴加NaOH溶液到體積V₂時(shí)時(shí)，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根據(jù)SO₄^2-離子、Na⁺離子和Al原子守恒有：
n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al）=2×0.6mol×+0.2mol=1.4mol，
則V₂=

1.4mol

2mol/L

=0.7L=700mL，
故答案為：0.1，700；
（2）當(dāng)溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全時(shí)，此時(shí)，溶液是Na₂SO₄溶液，根據(jù)SO₄^2-離子和Na⁺離子守恒有：n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=2（H₂SO₄）=2×0.6mol=1.2mol，
所以需要?dú)溲趸�鈉溶液體積為：V（NaOH）=

1.2mol

2mol/L

=0.6L=600mL，
故答案為：600．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，熟練掌握離子性質(zhì)、明確圖象曲線變化的含義為解答此類題的關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．