Question

將0.1 mol的鎂、鋁混合物溶于100 mL 2mol/LH₂SO₄溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH

溶液。請回答：

⑴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＝160mL時，則金屬粉末中n(Mg)＝　  　mol，V₂＝

　　 　　mL。

⑵若在滴加NaOH溶液過程中，欲使Mg^2＋、Al^3＋剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶   液的體積V(NaOH)　    　mL。

⑶若混合物仍為0.1 mol，其中Mg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 1mol/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

⑴0.06 mol，440 mL。⑵400 mL。　⑶≤a＜1。

解析:

⑴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H₂SO₄：0.2mol-0.16mol×＝0.12mol。

假設n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol，

則有方程組：  解得：

當加入V₂ mL NaOH溶液時，得到Mg(OH)₂↓和NaAlO₂，關系式為：

Mg^2＋～2OH^－，Al^3＋～4OH^－，

得：V₂＝160 mL＋＝440 mL。

⑵當Mg^2＋、Al^3＋剛好沉淀完全時，溶液中只有Na₂SO₄，

關系式為2NaOH～H₂SO₄，得：V(NaOH)＝＝400 mL。

⑶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元素守恒有：

n(NaOH)＝0.45 L×1mol/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。