Question

有100mL 溶质为MgCl₂和AlCl₃的混合溶液，c（Cl^-）=1.0mol?L^-1，c（Mg²⁺）=0.2mol?L^-1．若不考虑水解因素，则要使其中的Mg²⁺全部转化为Mg（OH）₂沉淀而分离出来，至少需要4mol?L^-1的NaOH溶液的体积是（ ）
A．25mL
B．5mL
C．30mL
D．100mL

Answer 1

【答案】分析：操作的目的是氢氧化镁形成沉淀从溶液中分离出来，需要加入过量的碱把生成的氢氧化铝沉淀恰好全部溶解，利用MgCl₂和AlCl₃与NaOH反应方程式进行计算，然后利用电荷守恒、离子守恒计算．
解答：解：发生反应为：MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl、AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
将Mg²⁺恰好转化为沉淀分离，需要把Al³⁺全部转化为AlO₂^-；观察反应方程式可知，此时，溶液恰好为NaCl和NaAlO₂溶液，所以，n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（Al³⁺），
Na⁺来源于4mol/LNaOH溶液，Al³⁺、Cl^-来源于100mLMgCl₂和AlCl₃混合液溶液，不考虑水解因素，原溶液中根据电荷守恒2[Mg²⁺]+3[Al³⁺]=[Cl^-]计算得到[Al³⁺]=0.2mol/L
由离子守恒知：n（Na⁺）=n（Cl^-）+n（Al³⁺）=0.1L×1mol/L+0.1L×0.2mol/L=0.12mol，所以，需加4mol/LNaOH溶液体积为：=0.03L=30ml；
故选C．
点评：本题考查了镁离子铝离子混合溶液中分离镁离子的方法应用，主要考查氢氧化铝能溶于强碱中，结合电荷收和离子守恒进行计算，关键是反应过程的分析判断．