Question

将一块金属钠投入到100ml MgCl₂和AlCl₃的混合溶液中，发现沉淀先多后少．反应完毕后收集到13.44L气体（标准状态），同时得到21.4g白色沉淀，将此沉淀溶于过量的NaOH溶液中，充分反应后沉淀质量减轻了15.6g．求原溶液中Mg²⁺、Al³⁺、Cl^-的物质的量浓度．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,钠的化学性质,镁、铝的重要化合物

专题：计算题,几种重要的金属及其化合物

分析：沉淀溶于过量的NaOH溶液，最终得到的固体为Mg（OH）₂，根据Mg元素守恒计算n（Mg²⁺）；
根据生成氢气的体积，利用电子转移守恒计算n（Na），金属Na与MgCl₂和AlCl₃的混合溶液反应，生成沉淀先多后少，则氢氧化铝部分转化为NaAlO₂，21.4g为Mg（OH）₂，Al（OH）₃，溶液中溶质为NaCl、NaAlO₂，由Mg元素守恒可知n（MgCl₂），假设溶液中AlCl₃为xmol，利用Al元素守恒表示出NaAlO₂的物质的量，
再利用Na元素、Cl元素守恒列方程计算x的值；
原溶液中n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃），再根据c=

n

V

计算各离子浓度．

解答： 解：沉淀溶于过量的NaOH溶液，最终得到的固体为Mg（OH）₂，其质量为21.4g-15.6g=5.8g，物质的量为

5.8g

58g/mol

=0.1mol，根据Mg元素守恒：n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=0.1mol，则c（Mg²⁺）=

0.1mol

0.1L

=1mol/L；
金属Na与MgCl₂和AlCl₃的混合溶液反应，生成沉淀先多后少，则氢氧化铝部分转化为NaAlO₂，21.4g为Mg（OH）₂，Al（OH）₃，溶液中溶质为NaCl、NaAlO₂，
原溶液中n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=0.1mol，标况下13.44L氢气的物质的量为n=

13.44L

22.4L/mol

=0.6mol，由电子转移守恒可知，n（Na）=

0.6mol×2

1

=1.2mol，21.4g白色沉淀中m[Al（OH）₃]=15.6g，其物质的量为

15.6g

78g/mol

=0.2mol，假设溶液中AlCl₃为xmol，则金属Na与MgCl₂和AlCl₃的混合溶液反应所得溶液中n（NaAlO₂）=（x-0.2）mol，根据Na元素、Cl元素守恒：n（Na）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），即1.2mol=0.1mol×2+3xmol+（x-0.2）mol，解得x=0.3，故原溶液中c（Al³⁺）=

0.3mol

0.1L

=3mol/L，
原溶液中n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）=0.1mol×2+0.3mol×3=1.1mol，n（Cl^-）=

1.1mol

0.1L

=11mol/L，
答：原溶液后者Mg²⁺的物质的量浓度1mol/L；Al³⁺的物质的量浓度3mol/L；Cl^-的物质的量浓度11mol/L．

点评：本题考查混合物计算，题目涉及反应过程较多，利用方程式计算比较繁琐，本题采取守恒法计算，简化计算过程，侧重对学生分析思维能力的考查，掌握镁、铝及其化合物的性质是解答的关键，题目难度中等．