Question

【題目】將0.1 mol的鎂、鋁混合物溶于100 mL 2mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/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變化如下圖所示。

當V1＝160mL時，則金屬粉末中n(Mg)＝________ mol，V2＝_____________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) _____________mL。

（3）若混合物仍為0.1 mol，其中Mg粉的物質的量分數為a，用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中無Al(OH)3。滿足此條件的a的取值范圍是：_____________。

Answer 1

【答案】 Mg為0.06mol V2 = 400+40=440 ml 400ml Al的最大值是剩余的氫氧化鈉全用于溶解Al(OH)3 ,即為0.05mol,則Al的最大值為0.05mol,此時a=0.5,為最小值，a的最大值是合金中無Al，即a=1，所以 0.5 ≤a＜1

【解析】(1)當時V1=160mL，此時溶液是MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4混合液，由Na+離子守恒可知，n(Na2SO4)= n(Na+)=n(NaOH)= ，設MgSO4為xmol、Al2(SO4)3為ymol，則：根據原子Mg、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的量為：2mol/L×0.1L=0.2mol，根據SO42-離子守恒有：x+3y=0.2-0.08=0.12，聯立方程解得：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，溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液，根據SO42-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V2點消耗NaOH溶液的體積為；

(2)使Mg2+、Al3+剛好完全沉淀，此時溶質為硫酸鈉，則n(NaOH)=2n(Na2SO4) =0.4mol，加入的NaOH的體積為：V=；

(3) 若混合物仍為0.1 mol，其中Mg粉的物質的量分數為a，用100mL 2mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中無Al(OH)3，證明生成的Al(OH)3全部和NaOH反應，由上述分析知Mg2+、Al3+恰好完全沉淀時消耗400mL NaOH溶液，再加入50mL 1mol/L NaOH溶液，所得Al(OH)3沉淀完全溶于NaOH生成NaAlO2，Al(OH)3+NaOH= NaAlO2+ 2H2O，Al(OH)3最大取值0.05mol，即0< n(Al)≤.05mol，n(Mg)+n(Al)=0.1mol，則0.5≤.n(Mg)<1，則0.5≤a<1。