Question

【題目】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）=mol，n（Al）=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0.1mol，其中鎂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 ． 滿足此條件的a的取值范圍是 ．

Answer 1

【答案】
（1）0.06；0.04；440
（2）400
（3）0.5≤a＜1
【解析】解：（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）= n（Na+）= n（NaOH）= ×0.16L×1mol/L=0.08mol，
設MgSO4為xmol、Al2（SO4）3為ymol，則：
根據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點消耗氫氧化鈉溶液的體積為： =0.44L=440mL，
所以答案是：0.06；0.04；440；（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V為：V= =400mL，
所以答案是：400mL；（3）若混合物仍為0.1mol，其中鎂的物質的量分數為a，用100mL2molL﹣1硫酸溶解后，再加入450mL 1molL﹣1氫氧化鈉溶液，所得溶液無Al（OH）3沉淀，證明生成的氫氧化鋁全部和氫氧化鈉反應，由上述分析知鎂離子、鋁離子恰好完全沉淀時消耗400mL氫氧化鈉溶液，再加入50mL 1molL﹣1氫氧化鈉溶液，所得Al（OH）3沉淀完全溶于氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，Al（OH）3 +NaOH=NaAlO2+2H2O，Al（OH）3最大取值0.05mol，即0＜n（Al）≤0.05mol，n（Mg）+n（Al）=0.1mol，則0.5≤n（Mg）＜1，
所以答案是：0.5≤a＜1．