A、B、C是三種常見短周期元素的單質(zhì)．常溫下D為無色液體，E是一種常見的溫室氣體．其轉(zhuǎn)化關系如圖（反應條件和部分產(chǎn)物略去）．試回答：
（1）E的結(jié)構式是

O=C=O

O=C=O

，F(xiàn)的電子式是

（2）寫出F與D反應的離子方程式并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目

（3）物質(zhì)Z與B互為同素異形體，它常用于對空氣進行殺菌、凈化和水果保鮮等．Z和酸性碘化鉀溶液反應生成B和碘單質(zhì)，反應的離子方程式是

O₃+2H⁺+2I^-=O₂+I₂+H₂O

O₃+2H⁺+2I^-=O₂+I₂+H₂O

．
（4）取0.3mol F與足量D充分混合后，再通入0.4mol E恰好完全被吸收，所得溶液中各種離子的濃度由大到小的順序是

c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

．

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有A、B、C、D 4種短周期元素，它們的原子序數(shù)由A到D依次增大．
①D的氧化物分子式為DO，在D的氧化物中，氧的質(zhì)量分數(shù)為40%，而且D的原子核中，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等．
②A和B原子有相同的電子層數(shù)，A原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍．
③B的陰離子與C的陽離子和Ne原子的電子層結(jié)構相同．在一定條件下0.1mol單質(zhì)B₂和0.2mol H₂恰好完全反應，生成0.2mol氫化物．
④C的單質(zhì)在點燃條件下與B的單質(zhì)充分反應，可生成淺黃色固體，此生成物又可與A、B化合物反應生成B的單質(zhì)．
（1）寫出下列代號對應的元素符號：D

Mg

Mg

．
（2）寫出AB₂的結(jié)構式

0=C=O

0=C=O

，所含化學鍵的類型

B

B

．（填字母代號：A．離子鍵，B．極性鍵，C．非極性鍵）
（3）B、C兩元素可形成兩種不同的化合物，寫出它們的電子式：

、

．
（4）A元素某氧化物與C元素某氧化物反應生成單質(zhì)的化學方程式是

2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂

2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂

．

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③n=1                 ④n＞1

例8下列各組離子在溶液中可以大量共存，且加入氨水后也不產(chǎn)生沉淀的是                                                     （    ）

A.Na⁺  Ba²⁺  Cl^-  SO₄^2-               B.K⁺  AlO₂^-  NO₃^-   OH^-

C.H⁺  NH₄⁺  Al³⁺   SO₄^2-               D.H⁺  Cl^-  CH₃COO^-   NO₃^-

[思路]：離子共存問題，一直是高考的“熱點”。解決這類問題，只要考慮兩大方面即可：（1）能否發(fā)生復分解反應，（2）能否發(fā)生氧化還原反應。若兩類反應均不發(fā)生，則可共存。

[解析]:Al³⁺只能存在于酸性條件下，故C可共存，但加入氨水后可生成Al(OH)₃沉淀，且不溶于溶液中銨鹽；AlO₂^-存在于堿性環(huán)境中，加入氨水后不會產(chǎn)生沉淀；A答案中Ba²⁺、SO₄^2-不共存，而D中的H⁺ 和CH₃COO^-不能共存。故選B。

例9.下列離子方程式正確的是                        （           ）

A.稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應

H⁺+SO₄^2-+Ba²⁺+OH^-=BaSO₄↓+H₂O

B.硫酸鋁溶液中滴入氨水

Al³⁺+3OH^-=Al(OH)₃ ↓

C.碳酸氫鎂溶液中加入氫氧化鈉溶液

Mg²⁺+2HCO₃^-+4OH^-=Mg(OH)₂↓+CO₃^2-+2H₂O

D.硝酸鋁溶液中滴加少量的氫氧化鈉溶液

Al³⁺+3OH^-=Al(OH)₃ ↓

[思路與解析]：A式錯在若一種物質(zhì)中有兩種或兩種以上的離子參加反應，必須維持在原物質(zhì)中的微粒數(shù)比，在稀硫酸中1個SO₄^2-離子對應兩個H⁺離子，在氫氧化鋇中1個Ba²⁺對應2個OH^-離子，故該反應的離子方程式為：

2H⁺+SO₄^2-+Ba²⁺+2OH^-=BaSO₄↓+2H₂O

B項中氨水（NH₃?H₂O）為一元弱堿，是弱電解質(zhì)，應該保留分子式，故該反應的離子方程式為：Al³⁺+3 NH₃?H₂O=Al(OH)₃↓+3NH₄⁺

C項中的碳酸氫鎂屬易溶且易電離的物質(zhì)，它與NaOH溶液反應，屬酸式鹽與堿的反應。變成的是正鹽MgCO₃，而Mg²⁺和OH^-結(jié)合生成的Mg(OH)₂因其溶解度較MgCO₃低的多，根據(jù)離子反應總是向著離子減少的方向進行的規(guī)律，Mg²⁺變成Mg(OH)₂而不會生成MgCO₃，該離子方程式是正確的。

D項在過量的硝酸鋁溶液中滴加少量的NaOH溶液，生成的Al(OH)₃沉淀不會溶解，故該離子方程式是正確的。

故選C、D。

例10 今有鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，在實驗室制備一定量的氫氧化鋁。可分別采用如下化學方程式所表示的兩種方法：

①2Al+3H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

  Al₂(SO₄)₃+6NaOH=2Al(OH)₃↓+3Na₂SO₄

②2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

  2NaAlO₂+2H₂O+H₂SO₄=2Al(OH)₃↓+Na₂SO₄

（1）上述那一種方法比較節(jié)約試劑？（提示：試從每生產(chǎn)2molAl(OH)₃所耗費的試劑用量給予說明）

（2）原料相同，請設計一種更為節(jié)約試劑的方法（以方程式表示，并說明其可以最節(jié)約試劑的根據(jù)）。

思路與解析：（1）Al即可以跟稀硫酸，也可跟氫氧化鈉溶液反應放出氫氣。反應后如果再以H₂SO₄或NaOH溶液處理，實際上是調(diào)控pH，使之得到Al(OH)₃，達到制備的目的。先用酸，后用堿，還是先用堿，后用酸，都是可行的，但是耗用的酸、堿用量卻不同。同樣是制備2molAl(OH)₃，前法需2molAl、3molH₂SO₄、6molNaOH；后法只需2molAl、1molH₂SO₄、2molNaOH，顯然，后法較前法節(jié)約了酸、堿試劑。

（2）仔細觀察第一種方法，它第一步生成的是Al₂(SO₄)₃，略有酸性，所以要用較多的NaOH。第二種方法生成的是NaAlO₂，略有堿性，所以要用較多的硫酸。因此，設想是否能用略有酸性的Al₂(SO₄)₃和略有堿性的NaAlO₂自己中和呢？聯(lián)合兩法可設計出第三種方法。

2Al+3H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

Al₂(SO₄)₃+6NaAlO₂+12H₂O=8Al(OH)₃↓+3Na₂SO₄

相當于制備2molAl(OH)₃需要的原料為2molAl、0.75molH₂SO₄、1.5molNaOH,確實節(jié)約了試劑。

例11：某復鹽的化學式AxB(ED₄)y?z H₂O,已知x、y、z均為正整數(shù)，且x+y+z=10，用該晶體完成下列實驗：①稱取晶體40.2g，加熱至質(zhì)量不再改變，質(zhì)量減少了10.8g，②將剩余固體溶于水，配成200mL溶液，取出20mL，向其中加入過量的Ba(OH)₂溶液，ED₄離子和B離子完全沉淀，經(jīng)測定為5.24g，③將沉淀物加到足量的鹽酸中，固體質(zhì)量又減少了0.580g。

試通過計算和推理回答A、B是何種元素及晶體的化學式。

[思路]：所謂復鹽，即含有兩種或兩種以上的金屬離子（含NH₄⁺ ）和一種酸根離子的鹽。題設復鹽的化學式為AxB(ED₄)y?z H₂O，顯然A、B為簡單金屬離子；ED₄離子和B離子與過量的Ba(OH)₂溶液反應得到兩種沉淀物，顯然是陰離子ED₄離子與Ba²⁺  結(jié)合得一沉淀，陽離子B離子與OH^-結(jié)合得一沉淀，且可溶于鹽酸的必為B離子與OH^-結(jié)合得到的金屬B的難溶氫氧化物，另一不溶于鹽酸的必為ED₄離子與Ba²⁺  結(jié)合得到的難溶性鋇鹽，而且從陰離子的形式使我們想起了SO₄^2-，即初步確認難溶性鋇鹽為BaSO₄。

[解析]：這類問題的解決，一般還要輔之于定量的計算，由題給實驗數(shù)據(jù)，在4.02g復鹽中：

結(jié)晶水的物質(zhì)的量為：10.8g÷18g/mol=0.600mol

初步確認的SO₄^2-的物質(zhì)的量為：｛（5.24g-0.580g）÷233g/mol｝×200mL/20mL=0.200mol

這樣，該復鹽中y：z=0.200：0.600=1：3

這就找到了解決問題的突破口，因為有了y：z=1：3，加之題給x+y+z=10，就創(chuàng)造了利用數(shù)學手段，結(jié)合化學意義進行討論進而確認的機會。討論：

當y=1時，z=3，則x=6，依該結(jié)論，則該復鹽的化學式當初步確定為A₆B(ED₄)?3H₂O，這顯然與化合價法則相矛盾。原假設不能成立。

當y=2時，z=6，則x=2，依該結(jié)論，則該復鹽的化學式當初步確定為A₂B(ED₄)₂?6H₂O，且可能成立的情況必然為A為+1價，則B必為+2價。依上述推論推得的40.2g中含結(jié)晶水0.600mol，則含A為0.200mol、B為0.100mol，可知生成金屬B的氫氧化物的化學式為B（OH）₂,且其摩爾質(zhì)量為：

（0.58g×200mL/20mL）/0.100mol=58.0g/mol

易得金屬B的相對原子質(zhì)量為58.0-17.0×2=24.0，顯然B元素為Mg。40.2g復鹽中A元素的質(zhì)量為：

40.2g-10.8g-96g/mol×0.2mol-2.4g=7.80g

金屬A的摩爾質(zhì)量為：7.80g÷0.2mol=39.0g/mol,所以A元素為K元素。

這樣復鹽的化學式是K₂Mg(SO₄)₂?6H₂O。

例12.向已知含有Zn²⁺的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)₂生成，繼續(xù)滴加氨水使其過量，沉淀溶解，生成了[Zn(NH₃)₄](OH)₂。此外Zn(OH)₂即可溶于鹽酸，又可溶于NaOH溶液，生成ZnO₂^2-,所以Zn(OH)₂是一種兩性氫氧化物。

現(xiàn)有四種離子，每組有兩種金屬離子。請各選一種試劑，將它們兩者分開。可供選擇的試劑有：

A.硫酸    B.鹽酸    C.硝酸    D.氫氧化鈉溶液    E.氨水   

根據(jù)上述內(nèi)容填寫下表：

離子組

選用試劑代號

沉淀物化學式

保留在溶液中的離子

①Zn²⁺和Al³⁺

②Zn²⁺和Mg²⁺

③Zn²⁺和Ba²⁺

④Mg²⁺和Al³⁺

[思路]：本題給出的知識性信息是Zn(OH)₂兩性和可生成溶于水的[Zn(NH₃)₄](OH)₂。運用它們的化學性質(zhì)，選擇適當?shù)脑噭┘右苑蛛x。

[解析]：①Zn²⁺和Al³⁺的分離：由于Al(OH)₃和Zn(OH)₂均為兩性氫氧化物，不能用酸堿加以區(qū)分，但是Zn²⁺可與過量的氨水反應，生成Zn(NH₃)₄²⁺，Al³⁺無此性質(zhì)，可選用氨水（E）為試劑，生成沉淀Al(OH)₃，留在溶液中的為Zn(NH₃)₄²⁺。

②Zn²⁺和Mg²⁺的分離：因Zn(OH)₂為兩性氫氧化物，Mg(OH)₂無兩性且為難溶于水的沉淀，可選用NaOH（D）為試劑。沉淀為Mg(OH)₂，留在溶液中的離子為：ZnO₂^2-。

③Zn²⁺和Ba²⁺的分離：由于BaSO₄難溶于水且不溶于酸，而ZnSO₄則能溶于水，可選用H₂SO₄（A）為試劑。沉淀為BaSO₄，保留在溶液中的離子為Zn²⁺。

④Mg²⁺和Al³⁺的分離：Al(OH)₃有兩性，能溶于過量的NaOH溶液中，Mg(OH)₂無兩性且為難溶于水的沉淀，可選用NaOH（D）為試劑。沉淀為Mg(OH)₂，留在溶液中的離子為：AlO₂^-。

4．實戰(zhàn)演練

一、選擇題

1.(2001年春季高考題）將一定質(zhì)量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀H₂SO₄反應，生成H₂ 2.8 L(標準狀況)，原混合物中的質(zhì)量可能是?

A.2 g                                      B.14 g?

C.8 g                                                D.10 g?

2.將某物質(zhì)的量的鎂和鋁相混合，取等質(zhì)量的該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應后，放出氫氣最多的是?

A.3 mol?L^－1 HCl?

B.4 mol?L^－1的HNO₃?

C.8 mol?L^－1 NaOH?

D.18 mol?L^－1 H₂SO₄?

3.人的純凈的胃液是一種強酸性液體，pH在0.9～1.5左右，氫氧化鋁是一種治療胃液過多的胃藥的主要成分，目前這種胃藥已不常用，原因主要是?

A.長期攝入鋁元素不利于人體健康?

B.它不能中和胃液?

C.它不易溶于胃液?

D.它的療效太差?

4.下列氣體逐漸通入NaAlO₂溶液中，開始時產(chǎn)生沉淀，繼續(xù)通入氣體時沉淀又溶解，該氣體是?

A.NO₂                                                     B.NO?

C.CO₂                                                      D.H₂S?

5.在硝酸鋁和硝酸鎂的混合溶液中，逐滴加入稀氫氧化鈉溶液，直至過量。下列表示氫氧化鈉加入量(ｘ)與溶液中沉淀物的量（ｙ）的關系示意圖中正確的是?

6.在氯化鎂和硫酸鎂的混合液中，若Mg^2＋與Cl^－的物質(zhì)的量濃度之比為4∶3時，下列判斷正確的是?

A.溶液中Mg^2＋與SO的物質(zhì)的量濃度相等?

B.溶液中Mg^2＋與SO物質(zhì)的量濃度之比為5∶8?

C.溶液中Mg^2＋與SO物質(zhì)的量濃度之比為8∶5?

D.溶液中氯化鎂和硫酸鎂物質(zhì)的量相等?

7.將AlCl₃溶液和NaOH溶液等體積混合得到的沉淀物和溶液中所含鋁元素的質(zhì)量相等，則原AlCl₃溶液和NaOH溶液物質(zhì)的量濃度之比可能是?

A.2∶3                                              B.1∶3?

C.1∶4                                              D.2∶7?

8.ｍ ｇ鈉、鋁混合物，放入n ｇ水中，反應停止后，仍有不溶物a ｇ，則溶液中溶質(zhì)為

A．NaOH?

B．NaAlO₂?

C．NaOH和NaAlO₂?

Ｄ．無法確定?

9.將鋁粉放入燒堿溶液中，若反應過程中有1．5　mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則參加反應的水為?

A．9　ｇ?                                      B．18　ｇ?

C．0．5　mol?                              D． mol?

10.將物質(zhì)X逐漸加入Y溶液中，生成沉淀物質(zhì)的量n₂與所加X的物質(zhì)的量n₁的關系如圖所示。符合圖示情況的是?

A

B

C

D

X

NaOH

AlCl₃

HCl

NaAlO₂

Y

AlCl₃

NaOH

NaAlO₂

HCl

二、非選擇題（共50分）?

11.(12分)在50　ｍL　b　mol?L^－1 AlCl₃溶液中加入50　ｍL　a　mol?L^－1　NaOH溶液。

(1)當a≤3b時，生成Al（OH）₃沉淀的物質(zhì)的量為                    。?

(2)當a、b滿足                    條件時，先有沉淀，后又有部分沉淀溶解，此時Al（OH）₃的質(zhì)量為                    ｇ。

12.(12分)今用鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，在實驗室制備一定量的氫氧化鋁。可分別采用如下化學方程式所表示的兩種方法：?

①2Al＋3H₂SO₄===Al₂（SO₄）₃＋3H₂↑?

Al₂（SO₄）₃＋6NaOH===2Al（OH）₃↓＋3Na₂SO₄?

②2Al＋2NaOH＋2H₂O===2NaAlO₂＋3H₂↑?

2NaAlO₂＋H₂SO₄＋2H₂O===2Al（OH）₃↓＋Na₂SO₄?

(1)上述哪一種方法比較節(jié)約試劑?［提示：試從每生產(chǎn)2　mol　Al（OH）₃所耗費的試劑用量予以說明］?

(2)原料相同，請設計一種更為節(jié)約試劑的方法(以方程式表示，并說明其可以最節(jié)約試劑的根據(jù))。?????????

13.(10分)鎂是一種很活潑的金屬，常用作脫硫劑、脫氧劑。在電子工業(yè)中利用鎂制取硅的反應為：?

2Mg＋SiO₂2MgO＋Si?

同時有副反應發(fā)生：2Mg＋SiMg₂Si?

Mg₂Si遇鹽酸迅速反應生成SiH₄(硅烷）。?

SiH₄在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。?

（1）圖（甲）是進行Mg與SiO₂反應的實驗裝置。?

Ⅰ.由于O₂的存在對該實驗有較大影響，實驗中應通入X氣體作為保護氣。X氣體應選用①CO₂、②N₂、③H₂中的                    。

Ⅱ.實驗開始時，必須先通入X的氣體，再接通電源加熱反應物，其理由是                    ；當反應引發(fā)后，切斷電源，反應能繼續(xù)進行，其原因是                    。

Ⅲ.反應結(jié)束時，待冷卻至常溫后，關閉K，從分液漏斗處加入稀鹽酸，可觀察到導管口a處有閃亮的火星。據(jù)此現(xiàn)象可推知                    在空氣中能自燃。?

（2）圖（乙）所示裝置進行的實驗如下：先關閉K，使A中反應進行；加熱玻璃管C，可觀察到C管中發(fā)出耀眼白光，產(chǎn)生白煙，管壁上附著有淡黃色物質(zhì)。實驗完成后，將C管中固體全部加入鹽酸中，有臭雞蛋氣味的氣體生成。?

Ⅰ.C中的Mg應放在不銹鋼墊片上而不能直接接觸管壁，這是因為                    。

Ⅱ.停止實驗時，先打開K，再停止滴加濃硫酸并熄滅酒精燈。橡膠氣膽B(tài)在實驗中的作用是                    。

Ⅲ.C中全部反應產(chǎn)物有                、                    、               。（填化學式）?

14.(8分)有鋁粉和四氧化三鐵組成的鋁熱劑，在隔絕空氣的條件下灼燒，使之充分反應。將所得混合物研細并分成兩等份，分別投入過量的燒堿溶液和鹽酸中。充分反應后，前者消耗ｍ　mol　NaOH，放出氣體0．336　L；后者消耗n　mol　HCl，放出氣體V L。若將等質(zhì)量的這種鋁熱劑中的鋁粉與足量的稀硫酸作用，可得3．36　L氣體(氣體體積均在標準狀況下測定。)求：?

(1)該鋁熱劑的質(zhì)量分數(shù)。?

(2)ｍ、ｎ、Ｖ的值。

15.(8分)在標準狀況下進行甲、乙、丙三組實驗，三組各取30　ｍL同濃度的鹽酸溶液，加入同一種鎂鋁合金粉末，產(chǎn)生氣體，有關數(shù)據(jù)列表如下：?

實驗序號

甲

乙

丙

合金質(zhì)量(ｍｇ)

255

385

459

生成氣體體積（ｍL）

280

336

336

(1)甲組實驗中，鹽酸                     (填“過量”“適量”或“不足量”)，理由是                            。乙組實驗中，鹽酸                     (填“過量”“適量”或“不足量”)，理由是                    。要算出鹽酸的物質(zhì)的量濃度，題中可作計算依據(jù)的數(shù)據(jù)是                    ，求得的鹽酸的物質(zhì)的量濃度為                    。

(2)求合金中Mg、Al的物質(zhì)的量之比，題中可作計算依據(jù)的數(shù)據(jù)是                    ，求得的Mg、Al的物質(zhì)的量之比為                    。

(3)在丙組實驗之后，向容器中加入1　mol?L^－1的氫氧化鈉溶液，能使合金中的鋁恰好溶解，不形成含鋁的沉淀，并使Mg^2＋剛好沉淀完全，再過濾出不溶固體，求濾液中各溶質(zhì)的物質(zhì)的量和所加入氫氧化鈉溶液的體積(寫計算過程)。

附參考答案

一、1.C?

2.解析：鎂、鋁不能與HNO₃、濃H₂SO₄反應產(chǎn)生H₂；Mg不與NaOH反應，Al能；Mg\,Al都能與鹽酸反應產(chǎn)生H₂。?

答案：A?

3.A  4.A  5.C  6.C  7.AD  8.B  9.AC  10.C?

二、11.（1）a mol  (2)3b＜a＜4b  (15.6b－3.9a)

12.(1)方法②比方法①更節(jié)約試劑。?

(2)2Ａl＋3H₂SO₄===Ａl₂（SO₄）₃＋3H₂↑?

2Ａl＋2NaOH＋2H₂O===2NaＡlO₂＋3H₂↑?

Ａl₂（SO₄）₃＋6NaＡlO₂＋１2H₂O===8Ａl（OH）₃↓＋3Na₂SO₄?

相當于制備2molＡl（OH）₃所用原料為2mol　Ａl、mol　H₂SO₄、１．5　mol　NaOH，確實節(jié)約了試劑。

13.（1）Ⅰ.③  Ⅱ.防止加熱條件下H₂與空氣混合爆炸  Mg與SiO₂的反應是放熱反應  Ⅲ.SiH₄?

(2)Ⅰ.同在加熱條件下，Mg能與玻璃中的SiO₂反應  Ⅱ.防止C管降溫時因氣體壓強減小，而引起D中溶液倒流  Ⅲ.MgO  S  MgS?

14.(1)Al:27.95%  Fe₃O₄:72.05%?

(2)m=0.05 mol  n=0.24 mol  V=1.344 L?

15.(1)過量  因為乙組所用合金量比甲組多，產(chǎn)生H₂也多，說明甲組中HCl未反應完  不足量  因為甲組255　ｇ合金生成H₂　280　ｍＬ，每克合金生成H₂：ｍＬ。若乙組中合金耗盡，應生成H₂：×385＝423　ｍＬ，實際只生成336　ｍＬ，所以鹽酸不足量  鹽酸30　ｍＬ、氣體336　ｍＬ  １　mol?Ｌ^－1?

(2)合金255　ｍｇ，氣體280　ｍＬ  １∶1?

(3)濾液中溶質(zhì)為NaCl，NaＡlO₂?

設丙組中Ｍｇ、Ａl的物質(zhì)的量均為ｘ?

則24ｘ＋27ｘ＝0．459   ｘ＝0．009　mol?

根據(jù)Cl元素守恒：?

ｎ（NaCl）＝ｎ（HCl）＝１×0．03＝0．03　mol?

根據(jù)Ａl元素守恒：ｎ（NaＡlO₂）＝ｎ（Ａl）＝0．009　mol?

由Na元素守恒：ｎ（NaOH）＝ｎ（NaCl）＋ｎ（NaＡlO₂）＝0．03＋0．009

＝0．039　mol

V（NaOH）＝＝0．039　Ｌ＝39　ｍＬ