Question

將0.1molMg、Al混合物溶于100mL4mol/L的鹽酸中，然后再滴加1mol/L的NaOH溶液，在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質量m與NaOH溶液的體積V的變化如圖所示。

（1）寫出BC過程的離子反應方程式                                
（2）當V₁=140mL時，混合物中n(Mg)=_____mol，V₂=_____mL
（3）滴入的NaOH溶液_____mL時,溶液中的Mg²⁺和Al³⁺剛好沉淀完全。
(4)若混合物中Mg的物質的量分數為a，當滴入的NaOH溶液為450mL時，所得沉淀中無Al(OH)₃，則a的取值范圍是____________________
(5)當加入V₂ mlNaOH溶液后過濾，向濾液中通入過量的CO₂氣體，能觀察到的現象為                  ，寫出該過程反應的離子方程式                       。

Answer 1

（1）Al（OH）₃ + OH^-  ==AlO₂^- +2H₂O （2） 0.04  460 （3） 400  （4）≤a＜1
(5)白色膠狀沉淀  AlO₂^- + CO₂ + 2H₂O ==Al（OH）₃↓+HCO₃^-

解析試題分析：（1）由圖可以知道，剛開始為酸堿中和，從V₁開始，邊有沉淀生成，而由于氫氧化鋁為兩性物質，故BC過程的離子反應方程式為：Al（OH）₃ + OH^-  ==AlO₂^- +2H₂O；（2）當V₁=140mL時，則與鎂鋁反應的鹽酸的量n=0.1×4-0.14×1=0.26mol，設鎂為amol，鋁為bmol，即a+b=0.1，2a+3b=0.26，聯立解得a=0.04，b=0.06，所以混合物中n(Mg)=0.04mol，即從V₁到V₂所需要的氫氧化鈉的物質的量n=0.04×2+0.06×4=0.32，故需要氫氧化鈉的體積為0.32/1=0.32L=320mL，所以V₂=140+320=460mL；溶液中的Mg²⁺和Al³⁺剛好沉淀完全，為圖中的b點，故需要氫氧化鈉的量n=0.04×2+0.06×3=0.26，故需要氫氧化鈉的體積為0.26/1=0.26L=260mL，所以V₂=140+260=400mL，故滴入的NaOH溶液為100mL時，溶液中的Mg²⁺和Al³⁺剛好沉淀完全；(4)0.1molMg、Al混合物溶于100mL4mol/L的鹽酸中，100mL4mol/L的鹽酸中氫離子的物質的量為0.4mol，而Mg、Al轉化為離子，而450mLNaOH溶液中氫氧根的物質的量為0.45mol，故只能有0.45-0.4=0.05mol的氫氧根來溶解氫氧化鋁，根據
Al（OH）₃ + OH^-  ==AlO₂^- +2H₂O可以知道，Al（OH）₃的物質的量不能超過0.05mol，所以即a要大于等于0.05/0.1=0.5，而有不能大于0.1/0.1=1，即a的取值范圍為：≤a＜1；(5) 當加入V₂ mlNaOH溶液后過濾，向濾液中通入過量的CO₂氣體，則產生了氫氧化鋁沉淀，故能觀察到的現象為產生了白色膠狀沉淀，該離子方程式為：AlO₂^- + CO₂ + 2H₂O ==Al（OH）₃↓+HCO₃^-。
考點：鋁及其化合物
點評：本題考查了鋁及其化合物的相關計算，該題要求學生具有較強的數學分析能力，該題難度較大。