Question

将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL、2 mol·L^－1的H₂SO₄溶液中，然后再滴加1 mol·L^－1的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变化如上图所示。当V₁＝160 mL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Mg^2＋、Al^3＋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0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100 mL、2 mol·L^－1的H₂SO₄溶解此混合物后，再加入450 mL、1 mol·L^－1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________。

Answer

（10分，每空2分）(1) 0.06 0.04 440(2) 400 (3)≤a<1

【解析】

试题（1）在V1前没有沉淀生成，是因为H2SO4溶液过量，发生了酸碱中和反应，根据H++OH-═H2O，溶液中剩余的n(H+)=0.16L×1mol/L=0.16mol，与镁、铝的H+的物质的量为：0.1L×2 mol/L×2-0.16mol =0.24mol，设镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol，根据Mg + 2H+═Mg2++H2↑、2Al +6H+═Al3++3H2↑,

则有：x+y=0.1 2x +3y=0.24 得：x=0.06mol、y=0.04mol；Mg2++2OH- ═Mg(OH)2↓、Al3++4OH- ═AlO2-＋2H2O，所以要将0.06molMg2+和0.04molAl3+完全反应需要的OH-的物质的量为：0.06×2+0.04×4=0.28mol，V（NaOH）=0.28mol/1 mol/L="0.28L=280" mL，V2="160+280=440" mL。（2）使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则溶液溶质为Na2SO4，n(NaOH)= n(H+)=0.1L×2 mol/L×2=0.4mol，V（NaOH）=0.4mol÷1 mol/L="0.4L=400" mL。（3）沉淀中无Al(OH)3，则NaOH溶液要过量，最后所得溶液中的溶质为：Na2SO4，NaAlO2，可能还会有过量的NaOH，那么n(Na+)=n(NaOH)=0.45L×2 mol/L≥0.1L×2 mol/L×2+0.1×(1-a)，得：0.5≤a<1