Question

【题目】某固体混合物，由NaOH、AlCl3、MgCl2组成，将它放入足量的水中，充分搅拌后，有0.58g白色沉淀，在所得到的浊液中逐滴加入0.5mol/L的盐酸，加入盐酸的体积与生成沉淀的质量（g）关系如图所示。（假定：加入NaOH溶液后，Al3+、Mg2+转化为沉淀不存在先后顺序）

（1）沉淀的最大值，即m= ___________________g。

（2）沉淀完全溶解时，所消耗盐酸的体积a=________________mL。

Answer 1

【答案】 1.36g 130mL

【解析】向所得浊液中，逐滴加入0.5mol/L盐酸，由加入盐酸的体积和生成沉淀的质量关系图分析：
①0-10mL，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量不变，说明沉淀是Mg(OH)2，m[Mg(OH)2]=0.58g，NaOH、AlCl3、MgCl2组成的混合物，溶于足量水发生反应是：MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl；AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO2和NaOH的混合液，该阶段发生反应是：NaOH+HCl=NaCl+H2O；
②10mL处，加入10ml盐酸刚好中和未反应的NaOH，溶液为NaCl、NaAlO2；
③10mL-30ml，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量增加，该阶段发生反应是：NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl；
④30mL处，NaAlO2与盐酸恰好反应，需盐酸体积为：30ml-10ml=20ml，沉淀质量达到最大，溶液为NaCl溶液；
⑤30mL-a点，随盐酸的体积增加，沉淀的质量减少，发生反应是：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O；
Al(OH)3+3 HCl=AlCl3+3H2O；
⑥a点，Mg(OH)2和Al(OH)3完全反应，溶液为MgCl2、AlCl3和NaCl混合液；

(1)10mL-30ml，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量增加，该阶段发生反应是：NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl；
生成的Al(OH)3的物质的量为0.02L×0.5mol/L=0.01mol，质量为0.01mol×78g/mol=0.78g，

则沉淀的最大量为：0.58g+0.78g=1.36g。

(2)选30mL处，计算NaOH的质量，此时溶液为NaCl溶液，溶液中Cl-来源于原混合物中的AlCl3、MgCl2和加入的30mlHCl，溶液中Na+来源于原混合物中的NaOH，
NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl
0.01mol0.02L×0.5mol/L=0.01mol
由Al原子守恒得原混合物中n(AlCl3)=n(NaAlO2)=0.01mol
由Mg原子守恒得原混合物中n(MgCl2)=n[Mg(OH)2]= =0.01mol，
由Na+离子和Cl-离子守恒得：n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl-)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)=0.01mol×2+0.01mol×3+0.03L×0.5mol/L=0.065mol；

沉淀完全溶解后溶液为MgCl2、AlCl3和NaCl混合液，a点所加盐酸相等于用于中和原混合物中的NaOH，
此时所加盐酸物质的量：n(HCl)=n(NaOH)=0.065mol，
P点所表示盐酸的体积为：V==0.13L=130mL。