Question

将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/L H₂SO₄溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。请回答：
(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。当V₁＝160 mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________mol，V₂＝______________mL。

(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg^2＋、Al^3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝____________mL。
(3)若混合物仍为0.1 mol，其中镁粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1 mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)₃。满足此条件的a的取值范围是________。

Answer 1

(1)0.06　440　(2)400　(3)≤a＜1

(1)由图像可知：V₁ mL的NaOH溶液是与过量H₂SO₄反应的，则与Mg、Al反应的为H₂SO₄：
2 mol－0.16 mol×＝0.12 mol。
假设n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol，
则有方程组：
，解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。
当加入V₂ mL NaOH溶液时，
得到Mg(OH)₂沉淀和NaAlO₂关系式为：
Mg^2＋～2OH^－，Al^3＋～4OH^－，
所以，V₂＝160 mL＋×10³ mL/L＝440 mL。
(2)当Mg^2＋、Al^3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na₂SO₄，关系式为2NaOH～H₂SO₄，
所以，V(NaOH)＝＝400 mL。
(3)当所得沉淀中无Al(OH)₃时，NaOH溶液过量，反应后生成的溶质为：Na₂SO₄、NaAlO₂。
则根据Na元素守恒：n(NaOH)＝0.45 L×1 mol/L≥0.1 L×2 mol/L×2＋0.1×(1－a)mol。
解得a≥ ，则满足此条件的a的取值范围是≤a≤1。