Question

將一定量的氧化鋁和氧化鐵的混合物完全溶解100mL某濃度的硫酸中，而后向其中逐滴加入1mol/L的NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的量與加入NaOH的體積關(guān)系如圖（圖中橫坐標(biāo)每個(gè)格子表示50mL）則：
（1）最初加入的50mLNaOH溶液的作用是什么？
（2）計(jì)算所用硫酸的物質(zhì)的量濃度．
（3）求這兩種氧化物的物質(zhì)的量．
（4）求圖中最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的沉淀物的物質(zhì)的量．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算,鎂、鋁的重要化合物

專題：圖示題

分析：（1）由圖象可知，從開(kāi)始至加入NaOH溶液50mL，沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明硫酸溶解氧化鋁、氧化鐵后硫酸有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）當(dāng)V（NaOH溶液）=650mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液中溶質(zhì)為Na₂SO₄，根據(jù)鈉元素守恒：2n（Na₂SO₄）=n（NaOH），進(jìn)而計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量濃度；
（3）從650mL～750mL，NaOH溶解Al（OH）₃，發(fā)生反應(yīng)：NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，據(jù)此計(jì)算氫氧化鋁的物質(zhì)的量，根據(jù)Al元素守恒計(jì)算氧化鋁的物質(zhì)的量，
從50mL～650mL，NaOH沉淀Mg²⁺、Al³⁺，根據(jù)氫氧根離子守恒計(jì)算n[Mg（OH）₂]，再根據(jù)Mg元素守恒計(jì)算氧化鎂的物質(zhì)的量；
（4）結(jié)合（3）中的計(jì)算可知最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的沉淀物的物質(zhì)的量．

解答： 解：（1）由圖象可知，從開(kāi)始至加入NaOH溶液50mL，沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明硫酸溶解氧化鋁、氧化鐵后硫酸有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O，最初加入的50mLNaOH溶液的作用是中和剩余的硫酸，
答：最初加入的50mLNaOH溶液的作用是中和剩余的硫酸；
（2）當(dāng)V（NaOH溶液）=650mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液中溶質(zhì)為Na₂SO₄，根據(jù)鈉元素守恒：2n（Na₂SO₄）=n（NaOH），故n（Na₂SO₄）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.65L×1mol/L=0.325mol，根據(jù)硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄）=0.325mol，則c（H₂SO₄）=

0.325mol

0.1L

=3.25mol/L，
答：所以硫酸的物質(zhì)的量濃度為3.25mol/L；
（3）從650mL～750mL，NaOH溶解Al（OH）₃，發(fā)生反應(yīng)：NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，消耗NaOH為0.1L×1mol/L=0.1mol，故n[Al（OH）₃]=n（NaOH）=0.1mol，故氧化鋁為

0.1mol

2

=0.05mol，
從50mL～650mL，NaOH沉淀Mg²⁺、Al³⁺，根據(jù)氫氧根離子守恒：2n[Mg（OH）₂]+3n[Al（OH）₃]=0.6L×1mol/L，即2n[Mg（OH）₂]+3×0.1mol=0.6L×1mol/L，解得n[Mg（OH）₂]=0.15mol，故氧化鎂為0.15mol，
答：氧化鋁為0.05mol，氧化鎂為0.15mol；
（4）由（3）中計(jì)算可知，n[Al（OH）₃]=0.1mol，n[Mg（OH）₂]=0.15mol，
答：最高點(diǎn)時(shí)，氫氧化鋁為0.1mol，氫氧化鎂為0.15mol．

點(diǎn)評(píng)：本題以圖象題的形式，考查鎂鋁化合物性質(zhì)、混合物的計(jì)算，題目難度中等，分析圖象各階段的發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意守恒法在計(jì)算中應(yīng)用．