Question

3．把NaOH、MgCl₂、AlCl₃三種固體組成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀，在所得的濁液中逐滴加入1mol•L^-1 HCl溶液，加入HCl溶液的體積與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示，試回答：
（1）寫出混合物溶于水時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）寫出AB段反應(yīng)的離子方程式AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓．B點(diǎn)的沉淀物的化學(xué)式為Mg（OH）₂和Al（OH）₃．
（3）原混合物中AlCl₃的物質(zhì)的量是0.02mol，NaOH的質(zhì)量是5.20g．
（4）Q點(diǎn)加入的HCl溶液體積是130mL．

Answer 1

分析 向水中固體組成的混合物溶液中加入鹽酸時(shí)，0-A時(shí)沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，則鋁離子完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，溶液中存在的沉淀為Mg（OH）₂；
A-B段，鹽酸和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，離子反應(yīng)方程式為H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，B點(diǎn)溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃；B-Q過程中，氫氧化鎂和氫氧化鋁都與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氯化鎂，所以Q點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，
（1）向水中固體組成的混合物溶液中加入鹽酸時(shí)，0-A時(shí)沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，則鋁離子完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子．鎂離子全部反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀；
（2）分析可知A-B段，鹽酸和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，離子反應(yīng)方程式為H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，B點(diǎn)溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，
（3）A點(diǎn)沉淀的是氫氧化鎂，則n（Mg（OH）₂）=$\frac{1.16g}{58g/mol}$=0.02mol，根據(jù)Mg原子守恒得n（MgCl₂）=n（Mg（OH）₂）=0.02mol，氯化鎂的質(zhì)量為：0.02mol×95g/mol=1.90g；A-B段，鹽酸和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，離子反應(yīng)方程式為H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，根據(jù)HCl的體積知，n（AlO₂^-）=n（HCl）=1mol/L×（0.03-0.01）L=0.02mol，根據(jù)鋁原子守恒得n（AlCl₃）=n（AlO₂^-）=0.02mol，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）計(jì)算得到氫氧化鈉物質(zhì)的量計(jì)算得到氫氧化鈉的質(zhì)量；
（4）B-Q過程中，氫氧化鎂和氫氧化鋁都與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氯化鎂，所以Q點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，實(shí)際上相當(dāng)于氫氧化鈉和鹽酸的反應(yīng)，所以二者恰好反應(yīng)時(shí)：n（NaOH）=n（HCl）．

解答 解：（1）向水中固體組成的混合物溶液中加入鹽酸時(shí)，0-A時(shí)沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，則鋁離子完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，溶液中存在的沉淀為Mg（OH）₂，反應(yīng)的離子方程式為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）向水中固體組成的混合物溶液中加入鹽酸時(shí)，0-A時(shí)沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，溶液中鋁離子完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，溶液中存在的沉淀為Mg（OH）₂；A-B段，鹽酸和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，離子反應(yīng)方程式為H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，B點(diǎn)溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，
故答案為：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓；Mg（OH）₂、Al（OH）₃；
（3）A點(diǎn)沉淀的是氫氧化鎂，則n（Mg（OH）₂）=$\frac{1.16g}{58g/mol}$=0.02mol，根據(jù)Mg原子守恒得n（MgCl₂）=n（Mg（OH）₂）=0.02mol，氯化鎂的質(zhì)量為：0.02mol×95g/mol=1.90g；A-B段，鹽酸和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，離子反應(yīng)方程式為H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，根據(jù)HCl的體積知，n（AlO₂^-）=n（HCl）=1mol/L×（0.03-0.01）L=0.02mol，根據(jù)鋁原子守恒得n（AlCl₃）=n（AlO₂^-）=0.02mol，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）=0.02mol×2+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.13mol，氫氧化鈉的質(zhì)量為：0.13mol×40g/mol=5.20g
故答案為：0.02；5.20；
（4）B-Q過程中，氫氧化鎂和氫氧化鋁都與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氯化鎂，所以Q點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，實(shí)際上相當(dāng)于氫氧化鈉和鹽酸的反應(yīng)，所以二者恰好反應(yīng)時(shí)：n（NaOH）=n（HCl），則V（HCl）=$\frac{0.13mol}{1mol/L}$═0.13L=130mL，
故答案為：130．

點(diǎn)評 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確曲線變化趨勢及每段發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為解本題關(guān)鍵，注意掌握質(zhì)量守恒定律在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生達(dá)到分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．