Question

將0．1mol的鎂鋁混合物溶于100ml 2mol／L的H2SO4中，然后滴加1mol／L的NaOH溶液，請回答：
（1）若在滴加NaOH溶液的過程中，生成沉淀的質量m與加入NaOH溶液的體積關系如圖所示。請回答：當V₁=160mL時，則金屬粉末中n（Mg）=_____mol，V₂=______mL。

（2）若在滴加NaOH溶液的過程中欲使Mg²⁺、Al³⁺剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液體積為________ml
（3）若混合物仍為0．1mol其中鎂粉的物質的量的分數為a，用100ml2mol／L的硫酸溶解此混合物后再加入450ml1mol／L的氫氧化鈉溶液，所得沉淀中無Al（OH）3。滿足此條件a的取值范圍是__       ___。

Answer 1

（1）0．06  440 （2）400 （3）1/2 ≤a＜1

解析試題分析：（1）當V₁=160mL時，此時，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，由Na⁺離子守恒可知，n（Na₂SO₄）=1/2n（NaOH）=1/2×0．16L×1mol/L=0．08mol,令MgSO₄為xmol，Al₂（SO₄）₃為ymol，則：根據Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0．1根據SO₄^2-離子守恒有：x+3y=0．1×2-0．08,聯立方程，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，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根據守恒有：n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al）=2×0．1L×2mol/L×+0．04mol=0．44mol，所以，V₂=0．44mo l/1mol/L
=0．44L=440ml；（2）當溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全時，此時溶液是Na₂SO₄溶液，根據SO₄^2-離子和Na⁺離子守恒有：n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=2（H₂SO₄）=2×0．1L×2mol/L=0．4mol，所以，V（NaOH）=0．4mol/1mol/L=0．4L=400ml；（3）由于為金屬混合物，則a＜1，Al的物質的量為0．1（1-a）mol，反應后的混合溶液，再加入450mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中無Al（OH）₃，溶質為硫酸鈉、偏鋁酸鈉，根據鋁元素守恒可知n（NaAlO₂）=0．1（1-a）mol，根據鈉離子守恒，應滿足n（NaOH）≥2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂），即0．45×1≥2×0．1×2+0．1（1-a），解得a≥0．5，故0．5≤a＜1。
考點：有關混合物反應的計算；鎂的化學性質；鋁的化學性質。