将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL 2mol/LH2SO4溶液中,然后再滴加1mol/L N

将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL 2mol/LH2SO4溶液中,然后再滴加1mol/L NaOH
溶液.请回答:

(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变化如图所示.
当V1=160mL时,则金属粉末中n(Mg)=______mol,
V2=______mL.
(2)若在滴加NaOH溶液过程中,欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全,则滴入NaOH溶液的体积
V(NaOH)=______mL.
(3)若混合物仍为0.1mol,其中Mg粉的物质的量分数为a,用100mL 2mol/L的硫酸溶解此混合物后,再加入450mL 1mol/L的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3.满足此条件的a的取值范围是:______.
zxccd 1年前 已收到1个回答 举报

小小雨雨 幼苗

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解题思路:(1)根据图象可知,在滴加NaOH溶液到体积V1=160mL过程中,没有沉淀生成,说明硫酸有剩余,滴加的NaOH用于中和剩余硫酸,V1=160mL时,剩余的H2SO4与滴加的NaOH恰好完全反应,溶液是MgSO4、Al2(SO43和Na2SO4混合液,令MgSO4为xmol,Al2(SO43为ymol,根据守恒列方程求算n(Mg);
当滴加NaOH溶液到体积V2时,Al(OH)3完全溶解,沉淀是Mg(OH)2,溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液.根据守恒,有n(NaOH)=2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)=2n(H2SO4)+n(Al),据此求出n(NaOH),再利用V=[n/c]计算;
(2)当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时,即沉淀达到最大值,此时,溶液是Na2SO4溶液,根据SO42-离子和Na+离子守恒有n(Na+)=2n(Na2SO4)=2(H2SO4),据此求出n(NaOH),再利用V=[n/c]计算;
(3)反应后的混合溶液,再加入450mL 1mol/L的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3,溶质为硫酸钠、偏铝酸钠,由于为金属混合物,则a<1,根据钠离子守恒,应满足n(NaOH)≥2n(Na2SO4)+n(NaAlO2),根据铝元素守恒用x表示出n(NaAlO2),据此确定a的取值范围.

(1)当V1=160mL时,此时,溶液是MgSO4、Al2(SO43和Na2SO4混合液,
由Na+离子守恒可知,n(Na2SO4)=[1/2]n(NaOH)=[1/2]×0.16L×1mol/L=0.08mol
令MgSO4为xmol,Al2(SO43为ymol,则:
根据Mg原子、Al原子守恒有:x+2y=0.1
根据SO42-离子守恒有:x+3y=0.1×2-0.08
联立方程,解得:x=0.06、y=0.02
所以金属粉末中n(Mg)=0.06mol,n(Al)=2y=2×0.02mol=0.04mol,
滴加NaOH溶液到体积V2时,溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液,根据守恒有:
n(NaOH)=2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)=2n(H2SO4)+n(Al)=2×0.1L×2mol/L+0.04mol=0.44mol,
所以,V2=[0.44mol/1mol/L]=0.44L=440ml,
故答案为:0.06mol,440 mL;
(2)当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时,此时溶液是Na2SO4溶液,根据SO42-离子和Na+离子守恒有:n(Na+)=2n(Na2SO4)=2n(H2SO4)=2×0.1L×2mol/L=0.4mol,所以,V(NaOH)=[0.4mol/1mol/L]=0.4L=400ml
故答案为:400ml;
(3)由于为金属混合物,则a<1,Al的物质的量为0.1(1-a)mol,反应后的混合溶液,再加入450mL 1mol/L的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3,溶质为硫酸钠、偏铝酸钠,根据铝元素守恒可知n(NaAlO2)=0.1(1-a)mol,根据钠离子守恒,应满足n(NaOH)≥2n(Na2SO4)+n(NaAlO2),即0.45×1≥2×0.1×2+0.1(1-a),解得a≥0.5,故0.5≤a<1,
故答案为:0.5≤a<1.

点评:
本题考点: 有关混合物反应的计算;镁的化学性质;铝的化学性质.

考点点评: 本题以图象形式考查混合物计算,难度中等,清楚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,注意守恒思想的运用,使计算简化.

1年前

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