Question

10．把由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物，溶于足量水中后有0.58 g白色沉淀生成，在所得的渾濁液中，逐滴加入0.50 mol/L鹽酸，加入鹽酸的體積（V）與沉淀質(zhì)量（W）變化關(guān)系如圖所示：
（1）混合物中NaOH的質(zhì)量為1.8g，混合物中AlCl₃的質(zhì)量為0.6675g．
（2）P點(diǎn)表示鹽酸的體積是90mL．

Answer 1

分析 將由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物溶于足量水，充分反應(yīng)后得到0.58g白色沉淀，向所得的濁液中加入鹽酸時(shí)，0-10mL時(shí)沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明溶液中NaOH過(guò)量，則鋁離子完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，白色沉淀為Mg（OH）₂，根據(jù)Mg元素守恒：n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]；
加入鹽酸10-20mL，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↓，沉淀最大時(shí)，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，根據(jù)離子方程計(jì)算n[Al（OH）₃]，再根據(jù)Al元素守恒計(jì)算n（AlCl₃）；P點(diǎn)所加鹽酸用于中和原混合物中的NaOH，此時(shí)所加鹽酸物質(zhì)的量：n（HCl）=n（NaOH），沉淀最大時(shí)，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，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），再根據(jù)m=nM計(jì)算各物質(zhì)的質(zhì)量；進(jìn)而計(jì)算P點(diǎn)加入鹽酸的體積．

解答 解：將由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物溶于足量水，充分反應(yīng)后得到0.58g白色沉淀，向所得的濁液中加入鹽酸時(shí)，0-10mL時(shí)沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明溶液中NaOH過(guò)量，則鋁離子完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，白色沉淀為Mg（OH）₂，加入鹽酸10-20mL，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↓，沉淀最大時(shí)，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，加入20-PmL鹽酸，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，溶液中的溶質(zhì)是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，
（1）10-20mL時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，消耗鹽酸體積為20mL-10mL=10mL=0.01L，故n[Al（OH）₃]=n（H⁺）=0.01L×0.5mol/L=0.005mol，根據(jù)Al元素守恒：n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.005mol，則m（AlCl₃）=0.005mol×133.5g/mol=0.6675g；
根據(jù)Mg元素守恒：n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=$\frac{0.58g}{58g/mol}$=0.01mol；
P點(diǎn)所加鹽酸用于中和原混合物中的NaOH，此時(shí)所加鹽酸物質(zhì)的量：n（HCl）=n（NaOH），沉淀最大時(shí)，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，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）=0.01mol×2+0.005mol×3+0.02L×0.5mol/L=0.045mol，則m（NaOH）=0.045mol×40g/mol=1.8g；
答：混合物中NaOH的質(zhì)量為1.8g，AlCl₃的質(zhì)量為0.6675g；
（2）P點(diǎn)溶液中溶質(zhì)為NaCl、MgCl₂、AlCl₃，加入鹽酸相當(dāng)于恰好與原混合物中NaOH反應(yīng)，二者恰好反應(yīng)時(shí)：n（HCl）=n（NaOH）=0.045mol，則V（HCl）=$\frac{0.045mol}{0.5mol/L}$=0.09L=90mL，
答：P點(diǎn)時(shí)加入HCl的體積90mL．

點(diǎn)評(píng) 本題以化學(xué)反應(yīng)圖象形式考查混合物計(jì)算，明確各解得發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，綜合考查學(xué)生分析、計(jì)算能力，注意利用守恒進(jìn)行的解答，難度中等．