Question

将NaOH、AlCl₃、MgCl₂三种固体组成的混合物，溶于足量水中，有0.58g白色沉淀析出，向所得的浊液中，逐滴加0.4mol?L^-1的盐酸，加入盐酸的体积和沉淀质量的变化关系如下图所示．下列说法错误的是（　　）

• A、最初10 mL盐酸用于中和过量的NaOH溶液
• B、混合物中AlCl₃的物质的量为0.008 mol
• C、混合物中NaOH的质量为2.24 g
• D、P点所示加入盐酸的体积为110 mL

Answer 1

分析：①0-10ml，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量不变，说明氢氧化钠剩余，所以A点沉淀是Mg（OH）₂，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，即A点→B点，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，离子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓；
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-P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+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑥P点，Mg（OH）₂和Al（OH）₃完全反应，溶液为MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液，
A．最初10 mL盐酸用于中和过量的NaOH溶液；
B．根据A点→B点消耗的n（HCl）计算n（NaAlO₂），根据Al元素守恒计算n（AlCl₃）；
C．B点时，溶液中溶质为NaCl，由氯离子守恒可知n（NaCl）=n（HCl）+3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂），根据Mg²⁺可知守恒可知n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]，根据钠离子守恒有n（NaOH）=n（NaCl），再根据m=nM计算NaOH的质量；
D．P点溶液为MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液，整个过程加入的盐酸相当于与原混合物中的NaOH反应得到NaCl，由守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl），进而计算消耗盐酸的体积．

解答：解：①0-10ml，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量不变，说明氢氧化钠剩余，所以A点沉淀是Mg（OH）₂，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，即A点→B点，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，离子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓；
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-P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+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑥P点，Mg（OH）₂和Al（OH）₃完全反应，溶液为MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液，
A．由上述分析可知，最初10 mL盐酸用于中和过量的NaOH溶液，故A正确；
B．A点→B点消耗的n（HCl）=（0.03L-0.01L）×0.4mol/L=0.008mol，发生反应：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，由方程式可知n（NaAlO₂）=n（HCl）=0.008mol，根据Al元素守恒n（AlCl₃）=n（NaAlO₂）=0.008mol，故B正确；
C．B点时，溶液中溶质为NaCl，由氯离子守恒可知n（NaCl）=n（HCl）+3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂），根据Mg²⁺可知守恒可知n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=

0.58g

58g/mol

=0.01mol，n（HCl）=0.03L×0.4mol/L=0.012mol，故n（NaCl）=n（HCl）+3n（AlCl₃）+2n（MgCl₂）=0.012mol+0.008mol×3+0.01mol×2=0.056mol，根据钠离子守恒有n（NaOH）=n（NaCl）=0.056mol，故原混合物中NaOH的质量=0.056mol×40g/mol=2.24g，故C正确；
D．P点溶液为MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液，整个过程加入的盐酸相当于与原混合物中的NaOH反应得到NaCl，由守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.056mol，故消耗盐酸的体积=

0.056mol

0.4mol/L

=0.14L=140mL，故D错误，
故选D．

点评：本题以图象形式考查混合物计算，关键是明确每一段图象发生的化学反应、知道拐点代表的含义及溶液中溶质的成分，注意守恒思想的应用，比利用方程式计算简单，难度较大．