将0.1mol镁、铝合金溶于100mL2mol/L的H2SO4溶液中,然后滴加1mol/L的NaOH溶液,生成沉淀与所加NaOH溶液体积的关系如图所示.试回答下列问题

发布时间:2020-08-12 18:24:53

将0.1mol镁、铝合金溶于100mL2mol/L的H2SO4溶液中,然后滴加1mol/L的NaOH溶液,生成沉淀与所加NaOH溶液体积的关系如图所示.试回答下列问题:
(1)当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时,V(NaOH)=______mL;
(2)当V1=160mL时,金属粉末中镁的物质的量为多少?此时V2的值又是多少?

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解:将镁、铝合金溶于H2SO4溶液中,发生反应:Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑;2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑.0.1mol镁、铝合金,完全反应需要硫酸范围:0.1mol<n(H2SO4)<0.15mol,H2SO4有剩余(观察图象更容易得出),溶液是MgSO4、
Al2(SO4)3和H2SO4混合液.
①0--V1阶段,滴加的NaOH用于中和剩余的H2SO4,发生反应是:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
②V1ml时,剩余的H2SO4与滴加的NaOH恰好完全反应,溶液是MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4混合液.
③V1--沉淀量最大阶段,继续滴加的NaOH与MgSO4、Al2(SO4)3反应,产生沉淀,发生反应:
Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4;MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4
④沉淀量最大时时,MgSO4、Al2(SO4)3完全反应,沉淀达到最大值,此时,溶液是Na2SO4溶液.
⑤沉淀量最大--V2ml阶段,继续滴加的NaOH与Al(OH)3反应,沉淀量开始减少,发生反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
⑥V2ml时,Al(OH)3完全反应,沉淀是Mg(OH)2,溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液.
(1)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)=2n(H2SO4)=2×0.1L×2mol/L=0.4mol,所以,此时,V(NaOH)==0.4L=400ml
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