Question

将镁和铝的混合物0.1mol溶于100mL 2 mol/L的H₂SO₄溶液中，然后滴加1 mol/L的NaOH溶液。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。请回答：

  

（1）写出0--V₁段直线发生反应的离子方程式________________________________。   

（2）a点的沉淀有______________________ 。

（3）若当V₁=140mL时，则金属粉末中n（Mg）=______mol，V₂=__________mL。

Answer

H++OH-=H2O Al(OH)3 Mg(OH)2 0.04mol 460mL

【解析】

将镁和铝的混合物0.1mol溶于100mL 2 mol/L的H2SO4溶液中生成硫酸镁、硫酸铝和氢气，根据图像可知开始阶段没有沉淀生成，说明硫酸过量，结合曲线的变化趋势和有关反应的分析解答。

（1）0－V1段直线没有产生沉淀，说明发生中和反应，反应的离子方程式为H++OH-＝H2O。

（2）当溶液中氢离子完全被消耗以后，继续加入氢氧化钠溶液沉淀镁离子和铝离子，则a点的沉淀有氢氧化镁和氢氧化铝。

（3）0－V1发生反应2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O。若当V1＝140mL时，消耗氢氧化钠的物质的量是0.14mol，则剩余硫酸的物质的量是0.07mol，因此与金属反应的硫酸的物质的量是0.2mol－0.07mol＝0.13mol。设镁和铝的物质的量分别是xmol、ymol，则x+y＝0.1、x+1.5y＝0.13，解得x＝0.04、y＝0.06，即金属粉末中n（Mg）＝0.04mol。a点时形成硫酸钠溶液，根据原子守恒可知硫酸钠的物质的量是0.2mol，则氢氧化钠的物质的量是0.4mol，因此消耗氢氧化钠溶液的体积为400mL。生成氢氧化铝是0.06mol，根据Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O可知消耗氢氧化钠是0.06mol，体积为60mL，所以V2＝460mL。