Question

5．将镁、铝的混合物共0.1mol，溶于200mL 2.5mol•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=120mL时，则金属粉末中n（Al）=0.06mol．
（2）V₂～V₃段发生反应的离子方程式为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（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）=250mL．

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，
（1）若V₁=120mL，说明盐酸有剩余，剩余盐酸的物质的量为：2mol/L×0.12L=0.24mol，则和金属反应的盐酸的物质的量：2.5mol/L×0.2L-0.24mol=0.26mol，
设镁的物质的量是x，铝的物质的量是y，x+y=0.1、2x+3y=0.26，解得：x=0.04mol，y=0.06mol，
即：混合物中铝的物质的量为0.06mol，故答案为：0.06；
（2）V₁～V₂ Mg²⁺、Al³⁺转化为沉淀，A→B段发生反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg²⁺、Al³⁺刚好沉淀完全，溶质是单一氯化钠，根据原子守恒知，n（NaOH）=n（HCl）=0.5mol，
所以需要氢氧化钠的体积为：$\frac{0.5mol}{2mol/L}$=0.25L=250mL，故答案为：250．

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．