Question

取一定量的镁、铝混合粉末，加入1mol/L的硫酸300mL，使之完全溶解 （酸过量）；再加入过量的未知浓度的KOH溶液200mL，得到 5.8g沉淀；过滤后向滤液中加入2mol/L盐酸100mL，恰好沉淀完全；将沉淀滤出，洗涤、干燥，称量为7.8g．求：
（1）原来混合物中镁和铝的质量分数；
（2）所用KOH的物质的量浓度．

Answer 1

解：镁、铝混合粉末，加入1mol/L的硫酸300mL，使之完全溶解 （酸过量），所得溶液含有硫酸镁、硫酸铝、剩余的硫酸，再加入过量的未知浓度的KOH溶液200mL，得到 5.8g沉淀，该沉淀为Mg（OH）₂，滤液中含有硫酸钾、偏铝酸钾、可能含有氢氧化钾，向滤液中加入2mol/L盐酸100mL，恰好沉淀完全，沉淀7.8g为Al（OH）₃的质量，溶液中溶质为硫酸钾、氯化钾，
（1）5.8g的Mg（OH）₂的物质的量为：=0.1mol，根据Mg元素守恒可知，m（Mg）=0.1mol×24g/mol=2.4g，
7.8gAl（OH）₃的物质的量为：=0.1mol，根据Al元素守恒可知，m（Al）=0.1mol×27g/mol=2.7g，
故混合物中Mg的质量分数为×100%=47.1%，
故化合物中Al的质量分数为1-47.1%=52.9%，
答：原来混合物中镁和铝的质量分数分别为47.1%、52.9%；
（2）最后所得的溶液为中溶质为硫酸钾、氯化钾，根据钾离子守恒有n（KOH）=n（KCl）+2（K₂SO₄），根据氯离子与硫酸根守恒有n（KCl）=n（HCl）=0.1L×2mol/L=0.2mol，n（K₂SO₄）=n（H₂SO₄）=0.3L×1mol/L=0.3mol，故n（KOH）=n（KCl）+2（K₂SO₄）=0.2mol+2×0.3mol=0.8mol，故c（KOH）==4mol/L，
故答案为：所用KOH的物质的量浓度为0.4mol/L．
分析：镁、铝混合粉末，加入1mol/L的硫酸300mL，使之完全溶解 （酸过量），所得溶液含有硫酸镁、硫酸铝、剩余的硫酸，再加入过量的未知浓度的KOH溶液200mL，得到 5.8g沉淀，该沉淀为Mg（OH）₂，滤液中含有硫酸钾、偏铝酸钾、可能含有氢氧化钾，向滤液中加入2mol/L盐酸100mL，恰好沉淀完全，沉淀7.8g为Al（OH）₃的质量，溶液中溶质为硫酸钾、氯化钾，
（1）根据氢氧化镁、氢氧化铝的质量，利用n=计算二者的物质的量，根据Mg元素，Al元素守恒，计算镁和铝的物质的量，进而计算镁和铝的质量，利用质量分数定义计算；
（2）最后所得的溶液为中溶质为硫酸钾、氯化钾，根据钾离子守恒有n（KOH）=n（KCl）+2（K₂SO₄），根据氯离子与硫酸根守恒有n（KCl）=n（HCl），n（K₂SO₄）=n（H₂SO₄），根据n=cV计算n（HCl）、n（H₂SO₄），进而计算n（KOH），根据c=计算氢氧化钾的浓度．
点评：考查混合物的有关计算，难度中等，清楚反应过程是解题的关键，注意守恒思想的运用，简化计算过程．