Question

8．將0.1mol的鎂、鋁混合物溶于100mL 4mol/LHCl溶液中，然后再滴加1mol/L NaOH溶液．請回答：
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變化如圖所示已知當V₁=160mL時，則：金屬粉末中Mg的物質的量為0.06mol；
V₃=440mL．

Answer 1

分析 由圖可知，從開始至加入NaOH溶液V₁mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后，鹽酸有剩余，此時發(fā)生的反應為H⁺+OH^-=H₂O；
繼續(xù)滴加NaOH溶液，到氫氧化鈉溶液為V₂時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，此時發(fā)生的反應為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃，溶液為氯化鈉溶液；再繼續(xù)滴加NaOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與水，發(fā)生反應Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
由圖可知，0～V₁發(fā)生H⁺+OH^-=H₂O，V₁～V₂ Mg²⁺、Al³⁺轉化為沉淀，B→C段發(fā)生反應Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，結合反應及原子守恒計算解答．

解答 解：從開始至加入NaOH溶液V₁mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中鹽酸溶解Mg、Al后，鹽酸有剩余，此時發(fā)生的反應為H⁺+OH^-=H₂O；
繼續(xù)滴加NaOH溶液，到氫氧化鈉溶液為V₂時，沉淀量最大，此時為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，此時發(fā)生的反應為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃，溶液為氯化鈉溶液；再繼續(xù)滴加NaOH溶液，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與水，發(fā)生反應Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
根據(jù)分析可知：0～V₁發(fā)生反應H⁺+OH^-=H₂O，V₁～V₂ Mg²⁺、Al³⁺轉化為沉淀，B→C段發(fā)生反應Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
若V₁=160mL，說明鹽酸有剩余，剩余鹽酸的物質的量為：1mol/L×0.16L=0.16mol，則和金屬反應的鹽酸的物質的量：4mol/L×0.1L-0.16mol=0.24mol，
設鎂的物質的量是x，鋁的物質的量是y，x+y=0.1、2x+3y=0.24，解得：x=0.06mol，y=0.04mol，
即：混合物中鎂的物質的量為0.06mol；
C點時溶液中的溶質是偏鋁酸鈉和氯化鈉，根據(jù)原子守恒知，n（NaOH）=n（Al）+n（HCl）=0.04mol+0.4mol=0.44mol，
所以需要氫氧化鈉的體積為：$\frac{0.44mol}{1mol/L}$=0.44L=440mL，
故答案為：0.06 mol；440．

點評 本題以圖象形式考查混合物反應的計算，題目難度中等，明確每一段圖象發(fā)生的化學反應、知道拐點代表的含義及溶液中溶質的成分為解答關鍵，注意守恒思想的運用方法．