Question

将0．1mol的镁铝混合物溶于100ml 2mol／L的H2SO4中，然后滴加1mol／L的NaOH溶液，请回答：
（1）若在滴加NaOH溶液的过程中，生成沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。请回答：当V₁=160mL时，则金属粉末中n（Mg）=_____mol，V₂=______mL。

（2）若在滴加NaOH溶液的过程中欲使Mg²⁺、Al³⁺刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液体积为________ml
（3）若混合物仍为0．1mol其中镁粉的物质的量的分数为a，用100ml2mol／L的硫酸溶解此混合物后再加入450ml1mol／L的氢氧化钠溶液，所得沉淀中无Al（OH）3。满足此条件a的取值范围是__       ___。

Answer 1

（1）0．06  440 （2）400 （3）1/2 ≤a＜1

试题分析：（1）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）=1/2n（NaOH）=1/2×0．16L×1mol/L=0．08mol,令MgSO₄为xmol，Al₂（SO₄）₃为ymol，则：根据Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0．1根据SO₄^2-离子守恒有：x+3y=0．1×2-0．08,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，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，根据守恒有：n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al）=2×0．1L×2mol/L×+0．04mol=0．44mol，所以，V₂=0．44mo l/1mol/L
=0．44L=440ml；（2）当溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全时，此时溶液是Na₂SO₄溶液，根据SO₄^2-离子和Na⁺离子守恒有：n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）=2（H₂SO₄）=2×0．1L×2mol/L=0．4mol，所以，V（NaOH）=0．4mol/1mol/L=0．4L=400ml；（3）由于为金属混合物，则a＜1，Al的物质的量为0．1（1-a）mol，反应后的混合溶液，再加入450mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al（OH）₃，溶质为硫酸钠、偏铝酸钠，根据铝元素守恒可知n（NaAlO₂）=0．1（1-a）mol，根据钠离子守恒，应满足n（NaOH）≥2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂），即0．45×1≥2×0．1×2+0．1（1-a），解得a≥0．5，故0．5≤a＜1。