Question

將0.1 mol的鎂、鋁混合物溶于100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。請回答：

(1)若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質量m隨加入NaOH溶液的體積V變化如下圖所示。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0.1 mol，其中鎂粉的物質的量分數為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，所得沉淀中無Al(OH)3。滿足此條件的a的取值范圍是________。

 

Answer 1

(1)0.06　440　(2)400　(3)≤a＜1

【解析】(1)由圖像可知：V1 mL的NaOH溶液是與過量H2SO4反應的，則與Mg、Al反應的為H2SO4：

2 mol－0.16 mol×＝0.12 mol。

假設n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol，

則有方程組：

，解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。

當加入V2 mL NaOH溶液時，

得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2關系式為：

Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－，

所以，V2＝160 mL＋×103 mL/L＝440 mL。

(2)當Mg2＋、Al3＋剛好沉淀完全時，溶液中只有Na2SO4，關系式為2NaOH～H2SO4，

所以，V(NaOH)＝ ＝400 mL。

(3)當所得沉淀中無Al(OH)3時，NaOH溶液過量，反應后生成的溶質為：Na2SO4、NaAlO2。

則根據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≥ ，則滿足此條件的a的取值范圍是≤a≤1。