Question

將0.1 mol的鎂、鋁混合物溶于100 mL 2 mol/L H₂SO₄溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。請回答：
(1)若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V變化如下圖所示。當V₁＝160 mL時，則金屬粉末中n(Mg)＝________mol，V₂＝______________mL。

(2)若在滴加NaOH溶液過程中，欲使Mg^2＋、Al^3＋剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積V(NaOH)＝____________mL。
(3)若混合物仍為0.1 mol，其中鎂粉的物質(zhì)的量分數(shù)為a，用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1 mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中無Al(OH)₃。滿足此條件的a的取值范圍是________。

Answer 1

(1)0.06　440　(2)400　(3)≤a＜1

(1)由圖像可知：V₁ mL的NaOH溶液是與過量H₂SO₄反應的，則與Mg、Al反應的為H₂SO₄：
2 mol－0.16 mol×＝0.12 mol。
假設n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y(tǒng) mol，
則有方程組：
，解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。
當加入V₂ mL NaOH溶液時，
得到Mg(OH)₂沉淀和NaAlO₂關系式為：
Mg^2＋～2OH^－，Al^3＋～4OH^－，
所以，V₂＝160 mL＋×10³ mL/L＝440 mL。
(2)當Mg^2＋、Al^3＋剛好沉淀完全時，溶液中只有Na₂SO₄，關系式為2NaOH～H₂SO₄，
所以，V(NaOH)＝＝400 mL。
(3)當所得沉淀中無Al(OH)₃時，NaOH溶液過量，反應后生成的溶質(zhì)為：Na₂SO₄、NaAlO₂。
則根據(jù)Na元素守恒：n(NaOH)＝0.45 L×1 mol/L≥0.1 L×2 mol/L×2＋0.1×(1－a)mol。
解得a≥ ，則滿足此條件的a的取值范圍是≤a≤1。