Question

16．把NaOH、MgCl₂、AlCl₃三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16g白色沉淀，再向所得浊液中逐渐加入1.00mol/LHCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示．

①A点的沉淀物的化学式为Mg（OH）₂．
②写出A点至B点发生反应的离子方程式：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O．
③原混合物中NaOH的质量是5.20g，C点（此时沉淀恰好完全溶解）HCl溶液的体积为130mL．

Answer 1

分析 固体组成的混合物溶于足量水后，再加入盐酸时，0-A时沉淀的质量不变，说明溶液中NaOH过量，加入10 mL 盐酸恰好中和过量的NaOH，再加盐酸沉淀增多，说明[Al（OH）₄]^-转化为Al（OH）₃，故A点沉淀物为 Mg（OH）₂，AB段发生反应：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，B点溶液中存在的溶质是NaCl，沉淀为Mg（OH）₂、Al（OH）₃，B点后发生反应：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O、Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O；
由AB段消耗盐酸，结合反应方程式、Al原子守恒计算n（AlCl₃），B点溶液中存在的溶质是氯化钠，根据原子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl），则原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）．

解答 解：固体组成的混合物溶于足量水后，再加入盐酸时，0-A时沉淀的质量不变，说明溶液中NaOH过量，加入10 mL 盐酸恰好中和过量的NaOH，再加盐酸沉淀增多，说明[Al（OH）₄]^-转化为Al（OH）₃，故A点沉淀物为 Mg（OH）₂，AB段发生反应：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，B点溶液中存在的溶质是NaCl，沉淀为Mg（OH）₂、Al（OH）₃，B点后发生反应：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O、Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O．
（1）由上述分析可知，A为Mg（OH）₂，因为加入10 mL 盐酸恰好中和过量的NaOH，再加盐酸沉淀增多，说明[Al（OH）₄]^-转化为Al（OH）₃，故A点沉淀物为 Mg（OH）₂，
故答案为：Mg（OH）₂；
（2）由上述分析可知，A点至B点发生反应的离子方程式为：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，
故答案为：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O；
（3）AB段发生反应：[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，则n[Al（OH）₃]=n（HCl）=1mol/L×（0.03-0.01）L=0.02mol，根据铝原子守恒得n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.02mol，氯化铝的质量为：0.02mol×133.5g/mol=2.67g；
A点沉淀的是氢氧化镁，则n（Mg（OH）₂）=$\frac{1.16g}{58g/mol}$=0.02mol，根据Mg原子守恒得n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=0.02mol，B点溶液中存在的溶质是NaCl，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）=0.02mol×2+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.13mol，则原混合物中NaOH的质量是：40g/mol×0.13mol=5.20g；
C点n（NaCl）=0.13mol，根据质量守恒可知C点（此时沉淀恰好完全溶解）HCl溶液的体积为：$\frac{0.13mol}{1mol/L}$=0.13L=130mL，
故答案为：2.67；0.13．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确曲线变化趋势及每段发生的化学反应为解本题关键，注意掌握守恒法在化学计算中的应用．