Question

將鎂、鋁的混合物0.1mol 溶于100mL 2mol/L H₂SO₄溶液中，然后再滴加1mol/L 的NaOH溶液，沉淀質量m 隨加入NaOH溶液的體積V 變化情況如圖所示，計算：（1）當a=160mL時，金屬混合物中n（Mg）=

 

mol，n（Al）=

 

mol，c=

 

mL；
（2）若欲使Mg²⁺、Al³⁺剛好完全沉淀，則加入的NaOH的體積V應為多少毫升？

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）根據圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積a=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，a=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Mg原子、Al原子、SO₄^2-離子、Na⁺離子守恒，列方程求算n（Mg），然后計算出n（Al）；
當滴加NaOH溶液到體積c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SO₄^2-離子、Na⁺離子和Al原子守恒，求出n（NaOH），再利用V=

n

V

計算滴入氫氧化鈉溶液體積V₂；
（2）使Mg²⁺、Al³⁺剛好完全沉淀，此時生成氫氧化鎂、氫氧化鋁和硫酸鈉，根據硫酸鈉的化學式可以計算出氫氧化鈉的物質的量，再根據V=

n

c

計算出需要氫氧化鈉溶液的體積．

解答： 解：（1）當a=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）=

1

2

n（Na⁺）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×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SO₄^2-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c時時，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根據SO₄^2-離子、Na⁺離子和Al原子守恒有：
n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al）=2×0.2mol+0.04mol=0.44mol，
則c點消耗氫氧化鈉溶液的體積為

0.44mol

1mol/L

=0.44L=440mL，
故答案為：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=

0.4mol

1mol/L

=400mL，
答：需要加入氫氧化鈉溶液的體積為400mL．

點評：本題考查了有關混合物反應的計算，題目難度中等，明確圖象曲線變化的含義為解答此類題的關鍵，注意掌握常見離子的性質及發(fā)生的反應，試題有利于培養(yǎng)學生的分析能力及化學計算能力．