Question

将由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三种固体组成的混合物溶于足量水，充分反应后得到0.58g白色沉淀，向所得的浊液中逐滴加入0.5mol/L的盐酸，生成沉淀的质量与加入盐酸的体积的关系如图所示：求：
（1）分别求混合物中AlCl₃、MgCl₂物质的量
（2）P点时加入HCl的体积（要求写出计算过程）

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,镁、铝的重要化合物

专题：

分析：将由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三种固体组成的混合物溶于足量水，充分反应后得到0.58g白色沉淀，向所得的浊液中加入盐酸时，0-10mL时没有沉淀生成，说明溶液中NaOH过量，则铝离子完全转化为偏铝酸根离子，白色沉淀为Mg（OH）₂，根据Mg元素守恒：n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]；
加入盐酸10-20mL，盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子反应方程式为：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，沉淀最大时，溶液中存在的溶质是氯化钠，沉淀为Mg（OH）₂、Al（OH）₃，根据离子方程计算n[Al（OH）₃]，再根据Al元素守恒计算n（AlCl₃）；
加入20-PmL盐酸，氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁，溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠，P点所加盐酸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），沉淀最大时，溶液中存在的溶质是氯化钠，由Na⁺离子和Cl^-离子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl），进而计算P点加入盐酸的体积．

解答： 解：将由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三种固体组成的混合物溶于足量水，充分反应后得到0.58g白色沉淀，向所得的浊液中加入盐酸时，0-10mL时没有沉淀生成，说明溶液中NaOH过量，则铝离子完全转化为偏铝酸根离子，白色沉淀为Mg（OH）₂，加入盐酸10-20mL，盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子反应方程式为：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，沉淀最大时，溶液中存在的溶质是氯化钠，沉淀为Mg（OH）₂、Al（OH）₃，加入20-PmL盐酸，氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁，溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠，
（1）发生反应：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，消耗盐酸体积为20mL-10mL=10mL=0.01L，故n[Al（OH）₃]=n（H⁺）=0.01L×0.5mol/L=0.005mol，根据Al元素守恒：n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.005mol
根据Mg元素守恒：n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=

0.58g

58g/mol

=0.01mol；
答：AlCl₃的物质的量为0.005mol；MgCl₂物质的量为0.01mol；
（2）P点所加盐酸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），沉淀最大时，溶液中存在的溶质是氯化钠，由Na⁺离子和Cl^-离子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.01mol×2+0.005mol×3+0.02L×0.5mol/L=0.045mol，
故P点加入盐酸的体积为

0.045mol

0.5mol/L

=0.09L=90mL，
答：P点时加入HCl的体积90mL．

点评：本题乙化学反应图象形式考查混合物计算，明确各解得发生的反应是关键，综合考查学生分析计算能力，注意利用守恒进行的解答，难度中等．