Question

1．將0.1mol的鎂、鋁混合物溶于100mL，2mol/L H₂SO₄溶液中，然后再滴加1mol/L NaOH溶液．請回答：
（1）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．
當V₁=160mL時，則金屬粉末中n（Mg）=0.06mol，n（Al）=0.04mol，V₂=440 mL．
（2）若在滴加NaOH溶液過程中，欲使Mg²⁺、Al³⁺剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積V（NaOH）=400 mL．
（3）加入V₂mL NaOH溶液后，向所得溶液中通入足量CO₂，寫出發(fā)生的反應的離子方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 （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，說明硫酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余硫酸，V₁=160mL時，剩余的H₂SO₄與滴加的NaOH恰好完全反應，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）；
當?shù)渭覰aOH溶液到體積V₂時，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=$\frac{n}{c}$計算．
（2）當溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全時，即沉淀達到最大值，此時，溶液是Na₂SO₄溶液，根據(jù)SO₄^2-離子和Na⁺離子守恒有n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=2（H₂SO₄）求出n（NaOH），再利用V=$\frac{n}{c}$計算；
（3）加入V₂mL NaOH溶液后，反應后溶質為偏鋁酸鈉，向所得溶液中通入足量CO₂，反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉．

解答 （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）=$\frac{1}{2}$n（Na⁺）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×0.16L×1mol/L=0.08mol，
設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
根據(jù)SO₄^2-離子守恒有：x+3y=0.2-0.08
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V₂時時，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）=2×0.1L×2mol/L×+0.04mol=0.44mol，
所以，V₂=$\frac{0.44L}{1mol/L}$=0.44L=440ml
故答案為：0.06；0.04；440；
（2）當溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全時，此時，溶液是Na₂SO₄溶液，根據(jù)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）=$\frac{0.4mol}{1mol/L}$=0.4L=400mL，
故答案為：400；
（3）加入V₂mL NaOH溶液后，反應后溶質為偏鋁酸鈉，向所得溶液中通入足量CO₂，反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，反應的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，對于圖象分析題的解題規(guī)律：要明確每一段圖象發(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，結合方程式對有關問題進行分析．注意守恒思想的運用，使計算簡化．