Question

把NaOH、MgCl₂、AlCl₃三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀，在所得悬浊液中逐滴加入1mol?L^-1 HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示，试回答：
（1）A点的沉淀物的化学式为

Mg（OH）₂

；AB段反应的离子方程式为

H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓

?
（2）Q点溶液中的阳离子有

Na⁺、Mg²⁺、Al³

（3）原混合物AlCl₃的质量是

2.67

g，NaOH的质量是

5.2

g?

Answer 1

分析：先分段分析图象，分析每一段图象发生的化学反应有哪些、拐点溶液中溶质的成分是什么，然后结合方程式、原子守恒求出各个物理量：
0-10ml，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量不变，说明氢氧化钠剩余，所以A点沉淀是Mg（OH）₂，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO₂和NaOH的混合液，该阶段发生反应是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
②10ml处，加入10ml盐酸刚好中和未反应的NaOH，溶液为NaCl、NaAlO₂；
③10ml-30ml，即A点→B点，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量增加，该阶段发生反应是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，离子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓
④30ml处，NaAlO₂与盐酸恰好反应，需盐酸体积为：30ml-10ml=20ml，沉淀质量达到最大，溶液为NaCl溶液；
⑤30ml-Q点，随盐酸的体积增加，沉淀的质量减少，发生反应是：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑥Q点，Mg（OH）₂和Al（OH）₃完全反应，溶液为MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液．

解答：解：向所得浊液中，逐滴加入1mol/L盐酸，由加入盐酸的体积和生成沉淀的质量关系图分析：
①NaOH、AlCl₃、MgCl₂组成的混合物，溶于足量水发生反应是：MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl；AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，
0-10ml，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量不变，说明氢氧化钠剩余，所以A点沉淀是Mg（OH）₂，m[Mg（OH）₂]=1.16g，物质的量是n=

1.16

58

mol=0.02mol，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO₂和NaOH的混合液，该阶段发生反应是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
②10ml处，加入10ml盐酸刚好中和未反应的NaOH，溶液为NaCl、NaAlO₂；
③10ml-30ml，即A点→B点，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量增加，该阶段发生反应是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，离子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓
④30ml处，NaAlO₂与盐酸恰好反应，需盐酸体积为：30ml-10ml=20ml，沉淀质量达到最大，溶液为NaCl溶液；
⑤30ml-Q点，随盐酸的体积增加，沉淀的质量减少，发生反应是：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑥Q点，Mg（OH）₂和Al（OH）₃完全反应，溶液为MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液．
（1）A点的沉淀物为氢氧化镁，其化学式为Mg（OH）₂；AB段反应的离子方程式为H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，故答案为：Mg（OH）₂；H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓；
（2）根据⑥Q点溶液为MgCl₂、AlCl₃和NaCl混合液，其中的阳离子有Na⁺、Mg²⁺、Al³，故答案为：Na⁺、Mg²⁺、Al³；
（3）选30ml处，计算NaOH的质量，此时，溶液为NaCl溶液，溶液中Cl^-来源于原混合物中的AlCl₃、MgCl₂和加入的30mlHCl，溶液中Na⁺来源于原混合物中的NaOH．
        NaAlO₂ +HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl
       0.02mol     0.02L×1mol/L
由Al原子守恒得原混合物中n（AlCl₃）=n（NaAlO₂）=0.02mol，质量m=0.02mol×133.5g/mol=2.67g．
由Mg原子守恒得原混合物中n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=0.02mol，
由Na⁺离子和Cl^-离子守恒得，原混合物中
n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.02mol×2+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.13mol，所以NaOH的质量是5.2g，故答案为：2.67；5.2．

点评：对于图象分析题的解题规律：要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，结合方程式对有关问题进行分析．