Question

【題目】鎂、鋁的混合物共0.2mol，溶于200mL4mol·L-1的鹽酸溶液中，然后再滴加2 mol·L-1的NaOH 溶液。若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質量m 隨加入NaOH溶液的體積V變化情況如圖所示。請回答下列問題：

（1）當V1=160mL時，則金屬粉末中m(Al)=_____________mol。

（2）V2～V3段發生反應的離子方程式為____________________________。

（3）若在滴加NaOH溶液的過程中，欲使Mg2+、Al3+剛好沉淀完全，則加入NaOH 溶液的體積V(NaOH)=____________mL。

（4）若鎂、鋁的混合物仍為0.2mol，其中鎂粉的物質的量分數為a，改用200mL4 mol·L-1的硫酸溶解此混合物后，再加入840mL 2 mol·L-1的NaOH溶液，所得沉淀中無Al(OH)3，則a的取值范圍為_______________________。

Answer 1

【答案】 0.08 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 400 0.6≤a＜1

【解析】（1）當V1=160mL時，此時溶液是MgCl2、AlCl3和NaCl的混合液，由Na+離子守恒可知，n（NaCl）=n（Na+）=n（NaOH）=0.16L×2mol/L=0.32mol。200mL 4molL-1的鹽酸溶液中含有氯化氫的物質的量為：4mol/L×0.2L=0.8mol，設混合物中含有MgCl2為xmol、AlCl3為ymol，則：根據Mg原子、Al原子守恒有：x+y=0.2，根據Cl-離子守恒有：2x+3y=0.8-0.32=0.48，聯立方程解得：x=0.12、y=0.08，所以金屬粉末中：n（Mg）=0.12mol、n（Al）=y=0.08mol；（2）V2～V3段發生氫氧化鈉溶解氫氧化鋁的反應，反應的離子方程式為Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；（3）當溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全時，此時溶液是NaCl溶液，根據Cl-離子和Na+離子守恒有：n（Na+）=n（NaCl）=（HCl）=4mol/L×0.2L=0.8mol，所以需要加入氫氧化鈉溶液體積為：V（NaOH）=0.8mol÷2mol/L=0.4L=400mL；（4）由于為金屬混合物，則a＜1，Al的物質的量為：0.2（1-a）mol，反應后的混合溶液中再加入840mL 2molL-1的NaOH溶液，所得沉淀中無Al（OH）3，則溶質為硫酸鈉、偏鋁酸鈉，根據鋁元素守恒可知：n（NaAlO2）=0.2（1-a）mol，根據鈉離子守恒，應滿足：n（NaOH）≥2n（Na2SO4）+n（NaAlO2），即0.84×2≥2×0.2×4+0.2（1-a），解得：a≥0.6，所以a的取值范圍為：故0.6≤a＜1。