Question

將鎂和鋁的混合物0.1mol溶于100ml2mol/L的H₂SO₄ 溶液中，然后滴加1mol/L的NaOH溶液，在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V變化如圖所示，請(qǐng)回答：
（1）寫出0-V₁段直線發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

 

；
（2）a點(diǎn)的沉淀有

 

；b點(diǎn)的沉淀有

 

；
（3）若當(dāng)V₁=160ml時(shí)，則金屬粉末中n（Mg）=

 

mol，V₂=

 

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）0～V₁段滴入氫氧化鈉溶液后沒有生成沉淀，說明硫酸過量，加入的氫氧化鈉與剩余的硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水；
（2）a點(diǎn)時(shí)沉淀達(dá)到最大量，說明鋁離子、鎂離子完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁、氫氧化鎂沉淀；b點(diǎn)時(shí)沉淀不再變化，說明氫氧化鋁溶解，此時(shí)沉淀只有氫氧化鎂；
（3）根據(jù)圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積V₁=160mL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=160mL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．

解答： 解：（1）0～V₁段，滴入氫氧化鈉溶液后沒有生成沉淀，說明硫酸過量，滴入的氫氧化鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：H⁺+OH^-=H₂O，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；
（2）根據(jù)圖象可知，a點(diǎn)時(shí)沉淀達(dá)到最大量，說明鋁離子、鎂離子完全轉(zhuǎn)化成沉淀，所以此時(shí)沉淀的組成為：氫氧化鋁、氫氧化鎂沉淀；
b點(diǎn)之后沉淀不再變化，說明此時(shí)氫氧化鋁完全溶解，沉淀為氫氧化鎂，
故答案為：氫氧化鎂、氫氧化鋁；氫氧化鎂；
（3）當(dāng)V₁=160mL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

×0.16L×1mol/L=0.08mol，
設(shè)MgSO₄為xmol、Al₂（SO₄）₃為ymol，則：
根據(jù)Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0.1，
100mL 2mol/L的H₂SO₄溶液中含有硫酸的物質(zhì)的量為：2mol/L×0.1L=0.2mol，
根據(jù)SO₄^2-離子守恒有：x+3y=0.2-0.08=0.12，
聯(lián)立方程解得：x=0.06、y=0.02，
所以金屬粉末中：n（Mg）=0.06mol，n（Al）=2y=2×0.02mol=0.04mol，
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）=2×0.2mol+0.04mol=0.44mol，
則V₂=

0.44mol

1mol/L

=0.44L=440mL，
故答案為：0.06；440．

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，明確圖象曲線變化的含義為解答此類題的關(guān)鍵，注意掌握常見離子的性質(zhì)及發(fā)生的反應(yīng)，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．