Question

將鎂、鋁的混合物0.1mol 溶于100mL 2mol/L H₂SO₄溶液中，然后再滴加1mol/L 的NaOH溶液，沉淀質(zhì)量m 隨加入NaOH溶液的體積V 變化情況如圖所示，計(jì)算：（1）當(dāng)a=160mL時(shí)，金屬混合物中n（Mg）=

 

mol，n（Al）=

 

mol，c=

 

mL；
（2）若欲使Mg²⁺、Al³⁺剛好完全沉淀，則加入的NaOH的體積V應(yīng)為多少毫升？

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）根據(jù)圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積a=160mL過程中，沒有沉淀生成，說明硫酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余硫酸，a=160mL時(shí)，剩余的H₂SO₄與滴加的NaOH恰好完全反應(yīng)，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，根據(jù)Mg原子、Al原子、SO₄^2-離子、Na⁺離子守恒，列方程求算n（Mg），然后計(jì)算出n（Al）；
當(dāng)?shù)渭覰aOH溶液到體積c時(shí)，Al（OH）₃完全溶解，沉淀是Mg（OH）₂，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根據(jù)SO₄^2-離子、Na⁺離子和Al原子守恒，求出n（NaOH），再利用V=

n

V

計(jì)算滴入氫氧化鈉溶液體積V₂；
（2）使Mg²⁺、Al³⁺剛好完全沉淀，此時(shí)生成氫氧化鎂、氫氧化鋁和硫酸鈉，根據(jù)硫酸鈉的化學(xué)式可以計(jì)算出氫氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=

n

c

計(jì)算出需要?dú)溲趸�鈉溶液的體積．

解答： 解：（1）當(dāng)a=160mL時(shí)，此時(shí)溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，
由Na⁺離子守恒可知，n（Na₂SO₄）=

1

2

n（Na⁺）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.16L×1mol/L=0.08mol，
設(shè)MgSO₄為xmol、Al₂（SO₄）₃為ymol，則：
根據(jù)Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0.1，
100mL 2mol/L的H₂SO₄溶液中含有硫酸的物質(zhì)的量為：2mol/L×0.1L=0.2mol，
根據(jù)SO₄^2-離子守恒有：x+3y=0.2-0.08=0.12，
聯(lián)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c時(shí)時(shí)，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根據(jù)SO₄^2-離子、Na⁺離子和Al原子守恒有：
n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al）=2×0.2mol+0.04mol=0.44mol，
則c點(diǎn)消耗氫氧化鈉溶液的體積為

0.44mol

1mol/L

=0.44L=440mL，
故答案為：0.06；0.04；440；
（2）使Mg²⁺、Al³⁺剛好完全沉淀，此時(shí)溶質(zhì)為硫酸鈉，則n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）=0.4mol，加入的NaOH的體積V為：V=

0.4mol

1mol/L

=400mL，
答：需要加入氫氧化鈉溶液的體積為400mL．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確圖象曲線變化的含義為解答此類題的關(guān)鍵，注意掌握常見離子的性質(zhì)及發(fā)生的反應(yīng)，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．