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19.将一定质量的Mg和Al的混合物投入2.0mol/L,250mL稀硫酸中,固体全部溶解并产生气体.待反应完全后,向所得溶液中加入一定浓度的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如右图所示.回答下列问题:
(1)由图可知加入镁的物质的量是0.15mol
(2)当加入NaOH溶液的体积小于20mL时发生的离子反应是H++OH-=H2O,当加入NaOH溶液的体积大于200mL时发生的离子反应是Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O.
(3)加入NaOH溶液体积为200mL时,溶液中的溶质的化学式是Na2SO4
(4)NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L.

分析 由图象可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余,此时发生的反应为:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O.当V(NaOH溶液)=200mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,二者物质的量之和为0.35mol,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的0.5倍.从200mL开始,NaOH溶解Al(OH)3:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,当沉淀不再减少,此时全部为Mg(OH)2,物质的量为0.15mol,所以沉淀量最大时,Mg(OH)2为0.15mol,Al(OH)3为0.35mol-0.15mol=0.2mol,
(1)由镁元素守恒计算;
(2)由图象可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余,此时发生的反应为:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,再写离子反应;当加入NaOH溶液的体积大于200mL时,由图象可知,溶解Al(OH)3
(3)加入NaOH溶液体积为200mL时,溶质为硫酸钠;
(4)沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(NaOH)=2n(Na2SO4)据此计算.

解答 解:由图象可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余,此时发生的反应为:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O.当V(NaOH溶液)=200mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,二者物质的量之和为0.35mol,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的0.5倍.从200mL开始,NaOH溶解Al(OH)3:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,当沉淀不再减少,此时全部为Mg(OH)2,物质的量为0.15mol,所以沉淀量最大时,Mg(OH)2为0.15mol,Al(OH)3为0.35mol-0.15mol=0.2mol,
(1)据镁元素守恒,Mg(OH)2~Mg,镁的物质的量为0.15mol,
故答案为:0.15 mol;
(2)由图象可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余,此时发生的反应为:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,离子反应为H++OH-=H2O;当加入NaOH溶液的体积大于200mL时,由图象可知,这是溶解Al(OH)3,离子反应为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,
故答案为:H++OH-=H2O;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(3)当V(NaOH溶液)=200mL时,沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,二者物质的量之和为0.35mol,溶液中溶质为Na2SO4
故答案为:Na2SO4
(4)沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(NaOH)=2n(Na2SO4)=2×0.25L×2mol/L=1mol,所以Na0H溶液的物质的量浓度为:$\frac{1mol}{0.2L}$=5 mol/L,
故答案为:5 mol/L.

点评 本题以图象题的形式考查混合物反应的计算,题目难度中等,正确分析图象中各阶段发生的反应为解答关键,注意守恒思想在化学计算中的应用,试题培养了学生的分析能力及化学计算能力.

练习册系列答案
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(4)反应进行一段时间后,A、B、C三池中电解质溶液浓度不变的是C池.
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14.关于下列四个图象的说法中正确的是(  )
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