Question

【題目】將鎂、鋁的混合物共0.2mol，溶于200mL 4molL﹣1的鹽酸溶液中，然后再滴加2molL﹣1的NaOH溶液．請回答下列問題：
（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變化情況如圖所示．當(dāng)V1=160mL時，則金屬粉末中n （Al）=mol
（2）0～V1段發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為；
（3）若在滴加NaOH溶液的過程中，欲使Mg2+、Al3+剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積V（NaOH）=mL；
（4）若鎂、鋁的混合物仍為0.2mol，其中鎂粉的物質(zhì)的量分數(shù)為a，改用200mL 4molL﹣1的硫酸溶解此混合物后，再加入840mL 2molL﹣1的NaOH溶液，所得沉淀中無Al（OH）3 ， 則a的取值范圍為 ．

Answer 1

【答案】
（1）0.08
（2）H++OH﹣=H2O
（3）400
（4）0.6≤a＜1
【解析】解：（1）當(dāng)V1=160mL時，此時，溶液是MgCl2、AlCl3和NaCl的混合液， 由Na+離子守恒可知，n（NaCl）=n（Na+）=n（NaOH）=0.16L×2mol/L=0.32mol，
200mL 4molL﹣1的鹽酸溶液中含有氯化氫的物質(zhì)的量為：4mol/L×0.2L=0.8mol，
設(shè)混合物中含有MgCl2xmol、AlCl3為ymol，則：
根據(jù)Mg原子、Al原子守恒有：x+y=0.2，
根據(jù)Cl﹣離子守恒有：2x+3y=0.8﹣0.32=0.48，
聯(lián)立方程解得：x=0.12、y=0.08，
所以金屬粉末中：n（Mg）=0.12mol、n（Al）=y=0.08mol，
故答案為：0.08；（2）0～V1段，滴入氫氧化鈉溶液后沒有生成沉淀，說明鹽酸過量，滴入的氫氧化鈉與氯化氫反應(yīng)生成氯化鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：H++OH﹣=H2O，
故答案為：H++OH﹣=H2O；（3）當(dāng)溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全時，此時，溶液是NaCl溶液，根據(jù)Cl﹣離子和Na+離子守恒有：n（Na+）=n（NaCl）=（HCl）=4mol/L×0.2L=0.8mol，
所以需要加入氫氧化鈉溶液體積為：V（NaOH）= =0.4L=400mL，
故答案為：400；（4）由于為金屬混合物，則a＜1，Al的物質(zhì)的量為：0.2（1﹣a）mol，反應(yīng)后的混合溶液，再加入840mL 2molL﹣1的NaOH溶液，所得沉淀中無Al（OH）3 ， 則溶質(zhì)為硫酸鈉、偏鋁酸鈉，根據(jù)鋁元素守恒可知：n（NaAlO2）=0.2（1﹣a）mol，
根據(jù)鈉離子守恒，應(yīng)滿足：n（NaOH）≥2n（Na2SO4）+n（NaAlO2），即0.84×2≥2×0.2×4+0.2（1﹣a），
解得：a≥0.6，
所以a的取值范圍為：故0.6≤a＜1，
故答案為：0.6≤a＜1．
（1）根據(jù)圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積V1=160mL過程中，沒有沉淀生成，說明鹽酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余鹽酸，V1=160mL時，剩余的HCl與滴加的NaOH恰好完全反應(yīng)，溶液是MgCl2、AlCl3和NaCl混合液，根據(jù)Mg原子、Al原子、Cl﹣離子、Na+離子守恒，列方程求算n（Al）；（2）0～V1段滴入的氫氧化鈉溶液與剩余的氯化氫反應(yīng)生成氯化鈉和水；（3）當(dāng)溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全時，即沉淀達到最大值，此時，溶液是NaCl溶液，根據(jù)Cl﹣離子和Na+離子守恒有n（Na+）=n（NaCl）=（HCl）求出n（NaOH），再利用V= 計算滴入NaOH溶液的體積；（4）反應(yīng)后的混合溶液，再加840mL 2molL﹣1的NaOH溶液，所得沉淀中無Al（OH）3 ， 溶質(zhì)為硫酸鈉、偏鋁酸鈉，由于為金屬混合物，則a＜1，根據(jù)鈉離子守恒，應(yīng)滿足n（NaOH）≥2n（Na2SO4）+n（NaAlO2），根據(jù)鋁元素守恒用a表示出n（NaAlO2），據(jù)此確定a的取值范圍．