Question

【題目】將0.1 mol的鎂、鋁混合物溶于100 mL2 mol/L的H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/LNaOH溶液。請回答：

（1）若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質(zhì)量m 隨加入NaOH溶液的體積V變化如圖所示。當V1=160 mL 時，則金屬粉末中n(Mg) = __________mol ，V2＝_________mL 。

（2）若在滴加NaOH溶液過程中，欲使Mg2+、Al3+剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積V (NaOH) = __________mL 。

（3）若混合物仍為0.1mol，其中Mg粉的物質(zhì)的量分數(shù)為a，用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加人450 mL 1 mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中無Al(OH)3。滿足此條件的a的取值范圍是：____________。

Answer 1

【答案】（1）0.06mol，440mL （2）400mL （3）0.5≤a<1。

【解析】

試題分析：（1）100mL 2molL-1的H2SO4溶液中硫酸的物質(zhì)的量為0.1L×2mol/L=0.2mol，

當V1=160mL時，此時，溶液是MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4混合液，

由Na+離子守恒可知，n(Na2SO4)=1/2n(Na+)=1/2n(NaOH)=1/2×0.16L×1mol/L=0.08mol

令MgSO4為xmol，Al2(SO4)3為ymol，則：

根據(jù)Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0.1

根據(jù)SO42-離子守恒有：x+3y=0.2-0.08

聯(lián)立方程，解得：x=0.06；y=0.02

所以金屬粉末中n(Mg)=0.06mol，n(Al)=2y=2×0.02mol=0.04mol

滴加NaOH溶液到體積V2時，溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液，根據(jù)SO42-離子、Na+離子和Al原子守恒有：

n(NaOH)=2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)=2n(H2SO4)+n(Al)=2×0.2mol×+0.04mol=0.44mol，所以，V2=0.44mol÷1mol/L=0.44L=440mL；

（2）當溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全時，此時溶液是Na2SO4溶液，根據(jù)SO42-離子和Na+離子守恒有：n(Na+)=2n(Na2SO4)=2(H2SO4)=2×0.1L×2mol/L=0.4mol，所以V(NaOH)=0.4mol÷1mol/L=0.4L=400ml；

（3）由于為金屬混合物，則a＜1，Al的物質(zhì)的量為0.1(1-a)mol，反應(yīng)后的混合溶液，再加入450mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中無Al(OH)3，溶質(zhì)為硫酸鈉、偏鋁酸鈉，根據(jù)鋁元素守恒可知n(NaAlO2)=0.1(1-a)mol，根據(jù)鈉離子守恒，應(yīng)滿足n(NaOH)≥2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)，即0.45×1≥2×0.1×2+0.1(1-a)，解得a≥0.5，故0.5≤a＜1。