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【题目】将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2mol/L H2SO4溶液中,然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。请回答:

(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变化如下图所示。

当V1=160mL时,则金属粉末中n(Mg)=________ mol,V2_____________mL。

(2)若在滴加NaOH溶液过程中,欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全,则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH) _____________mL。

(3)若混合物仍为0.1 mol,其中Mg粉的物质的量分数为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,所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是:_____________

【答案】 Mg0.06mol V2 = 400+40=440 ml 400ml Al的最大值是剩余的氢氧化钠全用于溶解Al(OH)3 ,即为0.05mol,Al的最大值为0.05mol,此时a=0.5,为最小值,a的最大值是合金中无Al,即a=1,所以 0.5 ≤a<1

【解析】(1)当时V1=160mL,此时溶液是MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4混合液,由Na+离子守恒可知,n(Na2SO4)= n(Na+)=n(NaOH)= ,设MgSO4为xmol、Al2(SO4)3为ymol,则:根据原子Mg、Al原子守恒有:x+2y=0.1,100mL 2mol/L的H2SO4溶液中含有硫酸的物质的量为:2mol/L×0.1L=0.2mol,根据SO42-离子守恒有:x+3y=0.2-0.08=0.12,联立方程解得:x=0.06、y=0.02,所以金属粉末中:n(Mg)=0.06mol,n(Al)=2y=2×0.02mol=0.04mol;滴加NaOH溶液到体积V2时,溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液,根据SO42-离子、Na+离子和Al原子守恒有:n(NaOH)=2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)=2n(H2SO4)+n(Al)=2×0.2mol+0.04mol=0.44mol,则V2点消耗NaOH溶液的体积为

(2)使Mg2+、Al3+刚好完全沉淀,此时溶质为硫酸钠,则n(NaOH)=2n(Na2SO4) =0.4mol,加入的NaOH的体积为:V=

(3) 若混合物仍为0.1 mol,其中Mg粉的物质的量分数为a,用100mL 2mol/L的硫酸溶解此混合物后,再加入450mL 1mol/LNaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3,证明生成的Al(OH)3全部和NaOH反应,由上述分析知Mg2+、Al3+恰好完全沉淀时消耗400mL NaOH溶液,再加入50mL 1mol/L NaOH溶液,所得Al(OH)3沉淀完全溶于NaOH生成NaAlO2Al(OH)3+NaOH= NaAlO2+ 2H2O,Al(OH)3最大取值0.05mol,即0< n(Al)≤.05mol,n(Mg)+n(Al)=0.1mol,则0.5≤.n(Mg)<1,则0.5≤a<1。

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(2)在恒容密闭容器里,按物质的量比1:1加入一定量的碳和水蒸气反应生成水煤气。一定条件下达到平衡,当改变反应的某一条件时,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是_________。(填序号)

A.正反应速率先增大后减少 B.化学平衡常数K减少

C.混合气体的平均相对分子质量减少 D.反应物气体体积分数增大

(3)一定条件下煤的气化产物还可以发生反应,700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+ H2(g) 反应过程中测定的部分数据见下表:

反应时间/ min

n(CO)/ mol

n(H2O)/ mol

0

1.20

0.60

5

0.80

10

0.20

请根据表格回答下列问题:

①计算反应在5min内由氢气表示的平均速率为:_____________。

②列式并计算该反应在700℃时的化学平衡常数K=__________,如果温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。

③将上表中达平衡后的混合气体恢复至室温,用200mL2mol/LNaOH溶液进行吸收,充分反应后假设溶液体积不变,下列说法不正确的是:(已知HCO3-电离常数约为410-11,CaCO3的溶度积常数约为310-9)___________

A.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-

B.c(H2CO3)<c(CO32-

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