Question

4．將Mg、Al組成的混合物共0.1mol溶于100mL 3mol/LHCl溶液中，再滴加1mol/LNaOH 溶液，在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀的質(zhì)量m隨NaOH溶液體積V的變化如圖所示：
（1）A點沉淀的成分是Mg（OH）₂、Al（OH）₃（用化學(xué)式表示）．
（2）寫出0-V₁ 及AB段反應(yīng)的離子方程式OH^-+H⁺=H₂O，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
（3）A點沉淀的總物質(zhì)的量n=0.1molV₂=300mL．
（4）若V₁=60mL，列式計算混合物中Mg、Al的物質(zhì)的量各為多少？

Answer 1

分析 鎂鋁的混合物溶于鹽酸溶液中，發(fā)生反應(yīng)生成氯化鎂和氯化鋁，先反應(yīng)后的溶液中滴入氫氧化鈉溶液，在氫氧化鈉體積小于V₁時，氫氧化鈉與沒有反應(yīng)的鹽酸反應(yīng)，故0～V₁mL時，不產(chǎn)生沉淀，氫氧化鈉體積為V₁mL～V₂mL，氯化鎂和氯化鋁與開始?xì)溲趸�鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氧化鋁，在A點時沉淀達(dá)到最大量；氫氧化鈉體積為V₂mL～V₃mL氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉，當(dāng)氫氧化鈉體積為V₂mL，鎂離子和鋁離子恰好沉淀，溶液中陽離子為Na⁺，陰離子為Cl^-，即溶液中的溶質(zhì)為NaCl，n（Na⁺）=n（Cl^-），其中Na⁺來自NaOH，Cl^-來自HCl，故當(dāng)氫氧化鈉體積為V₂mL，n（NaOH）=n（HCl），據(jù)此進(jìn)行計算．

解答 解：鎂鋁的混合物溶于鹽酸溶液中，發(fā)生反應(yīng)生成氯化鎂和氯化鋁，先反應(yīng)后的溶液中滴入氫氧化鈉溶液，在氫氧化鈉體積小于V₁時，氫氧化鈉與沒有反應(yīng)的鹽酸反應(yīng)，故0～V₁mL時，不產(chǎn)生沉淀，氫氧化鈉體積為V₁mL～V₂mL，氯化鎂和氯化鋁與開始?xì)溲趸�鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氧化鋁，在A點時沉淀達(dá)到最大量；氫氧化鈉體積為V₂mL～V₃mL氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉，當(dāng)氫氧化鈉體積為V₂mL，鎂離子和鋁離子恰好沉淀，溶液中陽離子為Na⁺，陰離子為Cl^-，即溶液中的溶質(zhì)為NaCl，n（Na⁺）=n（Cl^-），其中Na⁺來自NaOH，Cl^-來自HCl，
（1）根據(jù)分析可知，A點的沉淀為：Mg（OH）₂、Al（OH）₃，
故答案為：Mg（OH）₂、Al（OH）₃；
（2）0-V₁的離子方程式為：OH^-+H⁺=H₂O；AB段反應(yīng)的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：OH^-+H⁺=H₂O； Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）鎂和流程的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，則A點生成沉淀的物質(zhì)的量為0.1mol；
加入V₂mLNaOH時，n（NaOH）=n（HCl）=3mol•L^-1×0.1L=0.3mol，
V[NaOH（aq）]=$\frac{0.3mol}{1mol/L}$=0.3L=300mL，
故答案為：0.1mol；300mL；
（4）若V₁=60mL，說明鹽酸有剩余，剩余鹽酸的物質(zhì)的量=1mol/L×0.06L=0.06mol，則和金屬反應(yīng)的鹽酸的物質(zhì)的量=3mol/L×0.1L-0.06mol=0.24mol，設(shè)鎂的物質(zhì)的量是x，鋁的物質(zhì)的量是y，
則：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.1}\\{2x+3y=0.24}\end{array}\right.$，解得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.06}\\{y=0.04}\end{array}\right.$，
所以鎂的物質(zhì)的量是0.06 mol，鋁的物質(zhì)的量是0.04 mol，
答：若V₁=60mL，列式計算混合物中Mg、Al的物質(zhì)的量各為0.06mol、0.04mol．

點評 本題以圖象題的形式考查鎂鋁單質(zhì)及其化合物性質(zhì)、混合物反應(yīng)的計算，題目難度較大，分析圖象各階段的發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，注意掌握常見金屬及其化合物性質(zhì)，明確混合物計算的常用方法．