Question

2．把NaOH、MgSO₄、Al₂（SO₄）₃三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2mol/L HCl溶液，加入HCl溶液的體積與生成沉淀的質量關系如圖．試回答：（寫出計算過程）
（1）原混合物中的NaOH、MgSO₄、Al₂（SO₄）₃ 的物質的量分別為多少？
（2）Q點HCl溶液加入量是多少mL？

Answer 1

分析 NaOH、MgSO₄、Al₂（SO₄）₃三種固體組成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀，向所得的濁液中逐滴加入鹽酸時，0-10mL時沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，則鋁離子完全轉化為偏鋁酸根離子，1.16g沉淀為Mg（OH）₂；
10-30mL時，鹽酸和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，離子反應方程式為H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，B點溶液中存在的溶質是氯化鈉、硫酸鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃；
30-QmL過程中，氫氧化鎂和氫氧化鋁都與鹽酸反應生成氯化鋁和氯化鎂．
（1）根據Mg元素守恒n（MgSO₄）=n[Mg（OH）₂]；生成氫氧化鋁消耗20mL鹽酸，結合方程式計算氫氧化鋁的物質的量，根據Al元素守恒n[Al₂（SO₄）₃]=$\frac{1}{2}$n[Al（OH）₃]；
B點溶質為NaCl、Na₂SO₄，消耗鹽酸30mL，根據鈉離子可得n（NaOH）=n（NaCl）+2n（Na₂SO₄）=n（NaCl）+2n（MgSO₄）+6n[Al₂（SO₄）₃]；
（2）整個過程中，Q點加入鹽酸實際中和原混合物中NaOH，則n（HCl）=n（NaOH），進而計算Q點鹽酸體積．

解答 解：NaOH、MgSO₄、Al₂（SO₄）₃三種固體組成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀，向所得的濁液中逐滴加入鹽酸時，0-10mL時沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，則鋁離子完全轉化為偏鋁酸根離子，1.16g沉淀為Mg（OH）₂；
10-30mL時，鹽酸和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，離子反應方程式為H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，B點溶液中存在的溶質是氯化鈉、硫酸鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃；
30-QmL過程中，氫氧化鎂和氫氧化鋁都與鹽酸反應生成氯化鋁和氯化鎂．
（1）=根據Mg元素守恒n（MgSO₄）=n[Mg（OH）₂]=$\frac{1.16g}{56g/mol}$=0.02mol；
生成氫氧化鋁消耗20mL鹽酸，消耗HCl為0.02L×2mol/L=0.04mol，由H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓可知，生成氫氧化鋁為0.04mol，根據Al元素守恒n[Al₂（SO₄）₃]=$\frac{1}{2}$n[Al（OH）₃]=0.02mol；
B點溶質為NaCl、Na₂SO₄，消耗鹽酸30mL，根據鈉離子可得n（NaOH）=n（NaCl）+2n（Na₂SO₄）=n（NaCl）+2n（MgSO₄）+6n[Al₂（SO₄）₃]=0.03L×2mol/L+0.02mol×2+0.02mol×6=0.22mol，
答：原混合物中的NaOH、MgSO₄、Al₂（SO₄）₃ 的物質的量分別為0.22mol、0.02mol、0.02mol；
（2）整個過程中，Q點加入鹽酸實際中和原混合物中NaOH，則n（HCl）=n（NaOH）=0.22mol，故Q點鹽酸體積為$\frac{0.22mol}{2mol/L}$=0.11L，即為110mL，
答：Q點鹽酸體積為110mL．

點評 本題考查混合物計算，關鍵是明確給圖象中各階段發(fā)生的反應，知道拐點代表的含義及溶液中溶質的成分，再利用守恒法計算解答，側重考查學生分析計算能力，難度中等．