Question

將一塊金屬鈉投入到100ml MgCl₂和AlCl₃的混合溶液中，發(fā)現(xiàn)沉淀先多后少．反應(yīng)完畢后收集到13.44L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），同時(shí)得到21.4g白色沉淀，將此沉淀溶于過量的NaOH溶液中，充分反應(yīng)后沉淀質(zhì)量減輕了15.6g．求原溶液中Mg²⁺、Al³⁺、Cl^-的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算,鈉的化學(xué)性質(zhì),鎂、鋁的重要化合物

專題：計(jì)算題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：沉淀溶于過量的NaOH溶液，最終得到的固體為Mg（OH）₂，根據(jù)Mg元素守恒計(jì)算n（Mg²⁺）；
根據(jù)生成氫氣的體積，利用電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算n（Na），金屬Na與MgCl₂和AlCl₃的混合溶液反應(yīng)，生成沉淀先多后少，則氫氧化鋁部分轉(zhuǎn)化為NaAlO₂，21.4g為Mg（OH）₂，Al（OH）₃，溶液中溶質(zhì)為NaCl、NaAlO₂，由Mg元素守恒可知n（MgCl₂），假設(shè)溶液中AlCl₃為xmol，利用Al元素守恒表示出NaAlO₂的物質(zhì)的量，
再利用Na元素、Cl元素守恒列方程計(jì)算x的值；
原溶液中n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃），再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算各離子濃度．

解答： 解：沉淀溶于過量的NaOH溶液，最終得到的固體為Mg（OH）₂，其質(zhì)量為21.4g-15.6g=5.8g，物質(zhì)的量為

5.8g

58g/mol

=0.1mol，根據(jù)Mg元素守恒：n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=0.1mol，則c（Mg²⁺）=

0.1mol

0.1L

=1mol/L；
金屬Na與MgCl₂和AlCl₃的混合溶液反應(yīng)，生成沉淀先多后少，則氫氧化鋁部分轉(zhuǎn)化為NaAlO₂，21.4g為Mg（OH）₂，Al（OH）₃，溶液中溶質(zhì)為NaCl、NaAlO₂，
原溶液中n（MgCl₂）=n[Mg（OH）₂]=0.1mol，標(biāo)況下13.44L氫氣的物質(zhì)的量為n=

13.44L

22.4L/mol

=0.6mol，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知，n（Na）=

0.6mol×2

1

=1.2mol，21.4g白色沉淀中m[Al（OH）₃]=15.6g，其物質(zhì)的量為

15.6g

78g/mol

=0.2mol，假設(shè)溶液中AlCl₃為xmol，則金屬Na與MgCl₂和AlCl₃的混合溶液反應(yīng)所得溶液中n（NaAlO₂）=（x-0.2）mol，根據(jù)Na元素、Cl元素守恒：n（Na）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），即1.2mol=0.1mol×2+3xmol+（x-0.2）mol，解得x=0.3，故原溶液中c（Al³⁺）=

0.3mol

0.1L

=3mol/L，
原溶液中n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）=0.1mol×2+0.3mol×3=1.1mol，n（Cl^-）=

1.1mol

0.1L

=11mol/L，
答：原溶液后者M(jìn)g²⁺的物質(zhì)的量濃度1mol/L；Al³⁺的物質(zhì)的量濃度3mol/L；Cl^-的物質(zhì)的量濃度11mol/L．

點(diǎn)評：本題考查混合物計(jì)算，題目涉及反應(yīng)過程較多，利用方程式計(jì)算比較繁瑣，本題采取守恒法計(jì)算，簡化計(jì)算過程，側(cè)重對學(xué)生分析思維能力的考查，掌握鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．