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(zhì)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(dāng)V1=160mL時，則金屬粉末中n(Al)=_____________mol。

(2)V2～V3段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________。

(3)）若鎂、鋁的混合物仍為0.2mol，其中鎂粉的物質(zhì)的量分數(shù)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 0.6a＜1

【解析】

(1)根據(jù)圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積V1=160mL過程中，沒有沉淀生成，說明鹽酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余鹽酸，V1=160mL時，剩余的HCl與滴加的NaOH恰好完全反應(yīng)，溶液是MgCl2、AlCl3和NaCl混合液，根據(jù)鎂原子、鋁原子、氯離子、鈉離子守恒，列方程求算n(Al)；

(2)V2～V3段是氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水；

(3)硫酸的物質(zhì)的量等于HCl的物質(zhì)的量，故硫酸有剩余，反應(yīng)后的混合溶液再加入840mL2molL1的NaOH溶液，所得沉淀中無Al(OH)3，Al3+轉(zhuǎn)化為AlO2，溶質(zhì)為硫酸鈉Na2SO4、NaAlO2，由于為金屬混合物，則a＜1，根據(jù)鈉離子守恒：n(NaOH)2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)，根據(jù)鋁元素守恒用a表示出n(NaAlO2)，據(jù)此確定a的取值范圍。

(1)當(dāng)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，200mL4molL1的鹽酸溶液中含有HCl的物質(zhì)的量為：4mol/L×0.2L=0.8mol，設(shè)Mg為xmol，Al為ymol，則x+y=0.2，根據(jù)Cl離子守恒有：2x+3y+0.32=0.8，聯(lián)立方程解得：x=0.12、y=0.08；

(2)V2～V3段是氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，反應(yīng)離子方程式為：Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O；

(3)由于為金屬混合物，則a＜1，Al的物質(zhì)的量為：0.2×(1a)mol，硫酸的物質(zhì)的量等于HCl的物質(zhì)的量，故硫酸有剩余，反應(yīng)后的混合溶液再加入840mL2molL1的NaOH溶液，所得沉淀中無Al(OH)3，Al3+轉(zhuǎn)化為AlO2，溶質(zhì)為硫酸鈉Na2SO4、NaAlO2，根據(jù)鋁元素守恒可知：n(NaAlO2)=0.2×(1a)mol，根據(jù)鈉離子守恒：n(NaOH)2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)，即：0.84×22×0.2×4+0.2×(1a)，解得：a0.6，所以a的取值范圍為：故0.6≤a＜1。