Question

将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol·L^－1H₂SO₄溶液中，然后再滴加1 mol·L^－1NaOH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＝160 mL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Mg^2＋、Al^3＋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，其中镁粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol·L^－1的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1 mol·L^－1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________。

Answer 1

解析　(1)由图像可知：V₁ mL的NaOH溶液是与过量H₂SO₄反应的，则与Mg、Al反应的为H₂SO₄：0．2 mol－0.16 mol×＝0.12 mol。

假设n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol，则有方程组：

，

解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。

当加入V₂ mL NaOH溶液时，得到Mg(OH)₂沉淀和NaAlO₂关系式为：Mg^2＋～2OH^－，Al^3＋～4OH^－，

所以，V₂＝160 mL＋×10³ mL·L^－1＝440 mL。

(2)当Mg^2＋、Al^3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na₂SO₄，关系式为2NaOH～H₂SO₄，所以，

V(NaOH)＝＝400 mL。

(3)当所得沉淀中无Al(OH)₃时，NaOH溶液过量，反应后生成的溶质为：Na₂SO₄、NaAlO₂。则根据Na元素守恒：n(NaOH)＝0.45 L×1 mol·L^－1≥0.1 L×2 mol·L^－1×2＋0.1×(1－a) mol。解得a≥，则满足此条件的a的取值范围是≤a<1。

答案　(1)0.06　440　(2)400　(3)≤a<1