Question

8．将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL 4mol/LHCl溶液中，然后再滴加1mol/L NaOH溶液．请回答：
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变化如图所示已知当V₁=160mL时，则：金属粉末中Mg的物质的量为0.06mol；
V₃=440mL．

Answer 1

分析 由图可知，从开始至加入NaOH溶液V₁mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后，盐酸有剩余，此时发生的反应为H⁺+OH^-=H₂O；
继续滴加NaOH溶液，到氢氧化钠溶液为V₂时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，此时发生的反应为Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液；再继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，发生反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
由图可知，0～V₁发生H⁺+OH^-=H₂O，V₁～V₂ Mg²⁺、Al³⁺转化为沉淀，B→C段发生反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，结合反应及原子守恒计算解答．

解答 解：从开始至加入NaOH溶液V₁mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后，盐酸有剩余，此时发生的反应为H⁺+OH^-=H₂O；
继续滴加NaOH溶液，到氢氧化钠溶液为V₂时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，此时发生的反应为Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃，溶液为氯化钠溶液；再继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，发生反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
根据分析可知：0～V₁发生反应H⁺+OH^-=H₂O，V₁～V₂ Mg²⁺、Al³⁺转化为沉淀，B→C段发生反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
若V₁=160mL，说明盐酸有剩余，剩余盐酸的物质的量为：1mol/L×0.16L=0.16mol，则和金属反应的盐酸的物质的量：4mol/L×0.1L-0.16mol=0.24mol，
设镁的物质的量是x，铝的物质的量是y，x+y=0.1、2x+3y=0.24，解得：x=0.06mol，y=0.04mol，
即：混合物中镁的物质的量为0.06mol；
C点时溶液中的溶质是偏铝酸钠和氯化钠，根据原子守恒知，n（NaOH）=n（Al）+n（HCl）=0.04mol+0.4mol=0.44mol，
所以需要氢氧化钠的体积为：$\frac{0.44mol}{1mol/L}$=0.44L=440mL，
故答案为：0.06 mol；440．

点评 本题以图象形式考查混合物反应的计算，题目难度中等，明确每一段图象发生的化学反应、知道拐点代表的含义及溶液中溶质的成分为解答关键，注意守恒思想的运用方法．