Question

将镁和铝的混合物0.1mol溶于100ml2mol/L的H₂SO₄ 溶液中，然后滴加1mol/L的NaOH溶液，在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示，请回答：
（1）写出0-V₁段直线发生反应的离子方程式

 

；
（2）a点的沉淀有

 

；b点的沉淀有

 

；
（3）若当V₁=160ml时，则金属粉末中n（Mg）=

 

mol，V₂=

 

mL．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）0～V₁段滴入氢氧化钠溶液后没有生成沉淀，说明硫酸过量，加入的氢氧化钠与剩余的硫酸反应生成硫酸钠和水；
（2）a点时沉淀达到最大量，说明铝离子、镁离子完全转化成氢氧化铝、氢氧化镁沉淀；b点时沉淀不再变化，说明氢氧化铝溶解，此时沉淀只有氢氧化镁；
（3）根据图象可知，在滴加NaOH溶液到体积V₁=160mL过程中，没有沉淀生成，说明硫酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余硫酸，V₁=160mL时，剩余的H₂SO₄与滴加的NaOH恰好完全反应，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，根据Mg原子、Al原子、SO₄^2-离子、Na⁺离子守恒，列方程求算n（Mg）；
当滴加NaOH溶液到体积V₂时，Al（OH）₃完全溶解，沉淀是Mg（OH）₂，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液．根据SO₄^2-离子、Na⁺离子和Al原子守恒，求出n（NaOH），再利用V=

n

c

计算滴入氢氧化钠溶液体积V₂．

解答： 解：（1）0～V₁段，滴入氢氧化钠溶液后没有生成沉淀，说明硫酸过量，滴入的氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水，反应的离子方程式为：H⁺+OH^-=H₂O，
故答案为：H⁺+OH^-=H₂O；
（2）根据图象可知，a点时沉淀达到最大量，说明铝离子、镁离子完全转化成沉淀，所以此时沉淀的组成为：氢氧化铝、氢氧化镁沉淀；
b点之后沉淀不再变化，说明此时氢氧化铝完全溶解，沉淀为氢氧化镁，
故答案为：氢氧化镁、氢氧化铝；氢氧化镁；
（3）当V₁=160mL时，此时，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，
由Na⁺离子守恒可知，n（Na₂SO₄）=

1

2

n（Na⁺）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.16L×1mol/L=0.08mol，
设MgSO₄为xmol、Al₂（SO₄）₃为ymol，则：
根据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质的量为：2mol/L×0.1L=0.2mol，
根据SO₄^2-离子守恒有：x+3y=0.2-0.08=0.12，
联立方程解得：x=0.06、y=0.02，
所以金属粉末中：n（Mg）=0.06mol，n（Al）=2y=2×0.02mol=0.04mol，
滴加NaOH溶液到体积V₂时时，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根据SO₄^2-离子、Na⁺离子和Al原子守恒有：
n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al）=2×0.2mol+0.04mol=0.44mol，
则V₂=

0.44mol

1mol/L

=0.44L=440mL，
故答案为：0.06；440．

点评：本题考查了有关混合物反应的计算，题目难度中等，明确图象曲线变化的含义为解答此类题的关键，注意掌握常见离子的性质及发生的反应，试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学计算能力．