Question

将镁、铝的混合物共0.2mol，溶于200mL 4mol?L-1的盐酸溶液中，然后再滴加2mol?L-1的NaOH溶液．请回答下列

将镁、铝的混合物共0.2mol，溶于200mL 4mol?L-1的盐酸溶液中，然后再滴加2mol?L-1的NaOH溶液．请回答下列问题：（1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m 随加入NaOH溶液的体积V变化情况如图所示．当V1=160mL时，则金属粉末中n （Al）=______mol（2）0～V1段发生的反应的离子方程式为______；（3）若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V（NaOH）=______mL；（4）若镁、铝的混合物仍为0.2mol，其中镁粉的物质的量分数为a，改用200mL 4mol?L-1的硫酸溶解此混合物后，再加入840mL 2mol?L-1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al（OH）3，则a的取值范围为______．

Answer 1

（1）当V₁=160mL时，此时，溶液是MgCl₂、AlCl₃和NaCl的混合液，
由Na⁺离子守恒可知，n（NaCl）=n（Na⁺）=n（NaOH）=0.16L×2mol/L=0.32mol，
200mL 4mol?L^-1的盐酸溶液中含有氯化氢的物质的量为：4mol/L×0.2L=0.8mol，
设混合物中含有MgCl₂xmol、AlCl₃为ymol，则：
根据Mg原子、Al原子守恒有：x+y=0.2，
根据Cl^-离子守恒有：2x+3y=0.8-0.32=0.48，
联立方程解得：x=0.12、y=0.08，
所以金属粉末中：n（Mg）=0.12mol、n（Al）=y=0.08mol，
故答案为：0.08；
（2）0～V₁段，滴入氢氧化钠溶液后没有生成沉淀，说明盐酸过量，滴入的氢氧化钠与氯化氢反应生成氯化钠和水，反应的离子方程式为：H⁺+OH^-=H₂O，
故答案为：H⁺+OH^-=H₂O；
（3）当溶液中Mg²⁺、Al³⁺恰好沉淀完全时，此时，溶液是NaCl溶液，根据Cl^-离子和Na⁺离子守恒有：n（Na⁺）=n（NaCl）=（HCl）=4mol/L×0.2L=0.8mol，
所以需要加入氢氧化钠溶液体积为：V（NaOH）=

0.8mol

2mol/L

=0.4L=400mL，
故答案为：400；
（4）由于为金属混合物，则a＜1，Al的物质的量为：0.1（1-a）mol，反应后的混合溶液，再加入840mL 2mol?L^-1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al（OH）₃，则溶质为硫酸钠、偏铝酸钠，根据铝元素守恒可知：n（NaAlO₂）=0.1（1-a）mol，
根据钠离子守恒，应满足：n（NaOH）≥2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂），即0.84×2≥2×0.2×4+0.1（1-a），
解得：a≥0.6，
所以a的取值范围为：故0.6≤a＜1，
故答案为：0.6≤a＜1．