Question

往100mL未知AlCl₃和MgCl₂的混合溶液中滴加入0.1mol/L的NaOH溶液，生产沉淀的质量随加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示，求AlCl₃和MgCl₂的物质的量浓度．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物,化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：根据图象知，当镁离子和铝离子完全转化为沉淀时，发生的化学反应为：2NaOH+MgCl₂=2NaCl+Mg（OH）₂↓、3NaOH+AlCl₃=3NaCl+Al（OH）₃↓，所以70mL为生成Mg（OH）₂和Al（OH）₃需要的NaOH的体积，
当沉淀最大时，继续滴加NaOH溶液，发生反应NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，当沉淀完全溶解时消耗的NaOH的体积=（80-70）mL=10mL，根据3NaOH+AlCl₃=3NaCl+Al（OH）₃↓和NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O
知，铝元素完全转化为沉淀和沉淀完全溶解消耗NaOH的体积之比为3：1，70mL减去与氯化铝反应的NaOH体积就是与氯化镁反应的NaOH体积，再根据NaOH和氯化镁之间的关系式计算镁离子浓度；

解答： 解：根据图象知，当镁离子和铝离子完全转化为沉淀时，发生的化学反应为：2NaOH+MgCl₂=2NaCl+Mg（OH）₂↓、3NaOH+AlCl₃=3NaCl+Al（OH）₃↓，所以70mL为生成Mg（OH）₂和Al（OH）₃需要的NaOH的体积，
当沉淀最大时，继续滴加氢氧化钠溶液，发生反应NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O．
根据反应：NaOH+Al（OH）₃ =NaAlO₂ +2H₂O
          1                     1
  0.1mol/L×（80-70）×10^-3L  n（Al³⁺）
n（Al³⁺）=1×10^-3mol，c（Al³⁺）=

n(Al3+)

V

=

1×10-3mol

0.1L

=0.01mol/L，
根据3NaOH+AlCl₃=3NaCl+Al（OH）₃↓和NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O知，铝元素完全转化为沉淀和沉淀完全溶解消耗氢氧化钠的体积之比为3：1，则铝离子完全沉淀时需要氢氧化钠的体积=30mL，与镁离子反应的氢氧化钠体积=70mL-30mL=40mL，n（NaOH）=0.1mol/L×40×10^-3L=4×10^-3mol，
根据2NaOH+MgCl₂=2NaCl+Mg（OH）₂↓
    2           1
  4×10^-3mol    n（Mg²⁺）
n（Mg²⁺）=2×10^-3mol，
则c（Mg²⁺）=

n(Mg2+)

V

=

2×10-3mol

0.1L

=0.02mol/L，
故答案为：AlCl₃和MgCl₂的物质的量浓度分别为：0.01mol/L；0.02mol/L；

点评：本题以镁铝化合物为载体考查了混合物的计算，知道曲线拐点及变化趋势的含义是解本题关键，再结合方程式来分析解答，注意铝离子完全转化为沉淀和沉淀完全溶解需要氢氧化钠物质的量的关系，为易错点，题目难度中等．