Question

15．將由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物溶于足量水，充分反應(yīng)后得到12.6g白色沉淀，向所得的濁液中逐滴加入3mol/L的鹽酸，生成沉淀的質(zhì)量與加入鹽酸的體積的關(guān)系如圖所示，根據(jù)題意回答下列問題：
（1）寫出將NaOH、AlCl₃、MgCl₂溶于水時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Mg²⁺+OH^-=Mg（OH）₂、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O
（2）a的值為24.3g；
（3）求出原混合物各成分的物質(zhì)的量（要求寫出計(jì)算過程）．

Answer 1

分析 將由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物溶于足量水，充分反應(yīng)后得到12.6g白色沉淀，向所得的濁液中加入鹽酸時，加入50mL鹽酸時沉淀量達(dá)到最大，則偏鋁酸離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，a點(diǎn)為白色沉淀為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，離子反應(yīng)方程式為：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，沉淀最大時，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，根據(jù)離子方程計(jì)算n[Al（OH）₃]，再根據(jù)Al元素守恒計(jì)算n（AlCl₃）；
加入50-350mL鹽酸，氫氧化鎂和氫氧化鋁都與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氯化鎂，溶液中的溶質(zhì)是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，據(jù)此計(jì)算即可．

解答 解：將NaOH、AlCl₃、MgCl₂溶于水，加入鹽酸后繼續(xù)生成沉淀，說明氫氧化鈉沒有剩余，此三者之間的離子反應(yīng)式為：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Mg²⁺+OH^-=Mg（OH）₂↓、以及部分鋁生成偏鋁酸根，Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，由圖可知，0-50mL階段發(fā)生反應(yīng)：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，需要鹽酸的物質(zhì)的量=0.05L×3mol/L=0.15mol，此時生成氫氧化鋁沉淀的物質(zhì)的量=0.15mol，質(zhì)量m=0.15mol×78g/mol=11.7g，那么a=11.7+12.6=24.3g；350mL鹽酸時，溶質(zhì)為氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，即氫氧化鈉消耗鹽酸為350mL，那么NaOH的物質(zhì)的量=0.35L×3mol/L=1.05mol，設(shè)氫氧化鋁沉淀與氫氧化鎂沉淀的物質(zhì)的量分別為x和y，依據(jù)題意有$\left\{\begin{array}{l}{78x+58y=12.6g}\\{3x+2y+0.15mol×4=1.05mol}\end{array}\right.$，解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.05mol}\\{y=0.15mol}\end{array}\right.$，據(jù)此得出原混合物中NaOH、AlCl₃、MgCl₂的物質(zhì)的量分別為1.05mol、0.05mol+0.15mol=0.2mol和0.15mol，故答案為：（1）Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Mg²⁺+OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；（2）24.3g；（3）1.05mol、0.2mol和0.15mol．

點(diǎn)評 根據(jù)滴加稀鹽酸與產(chǎn)生沉淀的關(guān)系圖，分析各階段所發(fā)生的反應(yīng)，利用各階段反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)物質(zhì)質(zhì)量的計(jì)算；本題所涉及的反應(yīng)比較復(fù)雜，在分析時逐個反應(yīng)梳理清楚是解決本問題的關(guān)鍵．