Question

12．將鎂、鋁的混合物共0.2mol，溶于200mL4mol•L^-1的鹽酸溶液中，然后再滴加2mol•L^-1的NaOH溶液．請回答下列問題：，
（1）若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V變化情況如圖所示．當(dāng)V₁=160mL時，則金屬粉末中n（Mg）=0.12mol；
（2）0～V₁段發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O；
（3）若在滴加NaOH溶液的過程中，欲使Mg²⁺、Al³⁺剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積V（NaOH）=400mL；
（4）試計算V₂的值：V₂=440mL．

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，說明鹽酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余鹽酸，V₁=160mL時，剩余的HCl與滴加的NaOH恰好完全反應(yīng)，溶液是MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液，根據(jù)Mg原子、Al原子、Cl^-離子、Na⁺離子守恒，列方程求算n（Al）；
（2）0～V₁段滴入的氫氧化鈉溶液與剩余的氯化氫反應(yīng)生成氯化鈉和水；
（3）當(dāng)溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全時，即沉淀達(dá)到最大值，此時，溶液是NaCl溶液，根據(jù)Cl^-離子和Na⁺離子守恒有n（Na⁺）=n（NaCl）=（HCl）求出n（NaOH），再利用V=$\frac{n}{c}$計算滴入NaOH溶液的體積；
（4）V₂為Mg²⁺、Al³⁺剛好沉淀完全消耗氫氧化鈉溶液體積與溶解氫氧化鋁消耗氫氧化鈉溶液體積之和．

解答 解：（1）當(dāng)V₁=160mL時，此時，溶液是MgCl₂、AlCl₃和NaCl的混合液，
由Na⁺離子守恒可知，n（NaCl）=n（Na⁺）=n（NaOH）=0.16L×2mol/L=0.32mol，
200mL 4mol•L^-1的鹽酸溶液中含有氯化氫的物質(zhì)的量為：4mol/L×0.2L=0.8mol，
設(shè)混合物中含有MgCl₂xmol、AlCl₃為ymol，則：
根據(jù)Mg原子、Al原子守恒有：x+y=0.2，
根據(jù)Cl^-離子守恒有：2x+3y=0.8-0.32=0.48，
聯(lián)立方程解得：x=0.12、y=0.08，
所以金屬粉末中：n（Mg）=0.12mol、n（Al）=y=0.08mol，
故答案為：0.12；
（2）0～V₁段，滴入氫氧化鈉溶液后沒有生成沉淀，說明鹽酸過量，滴入的氫氧化鈉與氯化氫反應(yīng)生成氯化鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：H⁺+OH^-=H₂O，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；
（3）當(dāng)溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全時，此時，溶液是NaCl溶液，根據(jù)Cl^-離子和Na⁺離子守恒有：n（Na⁺）=n（NaCl）=（HCl）=4mol/L×0.2L=0.8mol，
所以需要加入氫氧化鈉溶液體積為：V（NaOH）=$\frac{0.8mol}{2mo/L}$=0.4L=400mL，
故答案為：400；
（4）圖象虛線對應(yīng)數(shù)據(jù)為Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全消耗氫氧化鈉溶液體積，根據(jù)（1）可知氫氧化鋁的物質(zhì)的量為0.08mol，根據(jù)反應(yīng)Al（OH）₃ +NaOH=NaAlO₂+2H₂O可知溶解0.08mol氫氧化鋁需要消耗0.08molNaOH，消耗氫氧化鈉溶液體積為：$\frac{0.08mol}{2mol/L}$=0.04L=40mL，所以V₂=400mL+40mL=440mL，
故答案為：440．

點評 本題考查了混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確圖象曲線對應(yīng)反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．