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第一单元从铝土矿到铝合金1.反应Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO中的还原剂是()A.Al2O3B.N2C.C D.CO答案C在反应Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO中,碳元素的化合价升高,碳是还原剂,氮元素的化合价降低,氮气是氧化剂,故选C。2.下列有关说法中不正确的是()A.Al(OH)3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性B.明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的Al(OH)3,故明矾可作净水剂C.Al(OH)3可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸D.Al2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能答案C治疗胃酸过多时要消耗胃中的盐酸,因此Al(OH)3表现出碱性,A项正确;Al(OH)3有强吸附性,能吸附水中悬浮的杂质并最终转化为沉淀而使水变澄清,B项正确;馒头制作过程中常加小苏打用于发泡及中和发酵产生的酸,不用Al(OH)3,因其不能与弱酸反应,C项错误;耐火材料本身应具有较好的热稳定且熔点高,而Al(OH)3受热易分解,D项正确。3.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.中性溶液中:Cl-、Mg2+、Al3+、K+B.1.0 molL-1的NaAlO2溶液中:Cl-、HCO3-、K+、Ca2+C.在强碱性环境中:AlO2-、SiO32-、Na+、K+D.0.1 molL-1明矾溶液中:NH4+、AlO2-、HCO3-、Na+答案CA项,Al3+易水解,在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀;B项,HCO3-+AlO2-+H2O Al(OH)3+CO32-;D项,Al3+与AlO2-、HCO3-因发生相互促进的水解反应而不能大量共存。4.某烧杯中盛有含0.2 mol NH4Al(SO4)2的溶液,向其中缓缓加入4 molL-1的NaOH溶液200 mL,使其充分反应,此时烧杯中铝元素的存在形式为()A.Al3+和Al(OH)3B.AlO2-C.AlO2-和Al(OH)3D.Al(OH)3答案D由Al3+3OH- Al(OH)3,NH4+OH- NH3H2O及题给数据知,Al3+恰好全部转化为Al(OH)3。5.把一块镁铝合金投入到20 mL 1 molL-1的盐酸中,待合金完全溶解后,往溶液里加入1 molL-1的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积(mL)变化的关系如图所示。下列说法中正确的是()A.镁铝合金具有很强的抗腐蚀能力,它不能溶解在任何酸、碱或盐中B.c值越大,合金中Al的含量越高C.b值越大,合金中Mg的含量越高D.假设c=25,整个实验过程中,只发生了4个离子反应答案B镁铝合金表面因形成致密的氧化膜而具有很强的抗腐蚀能力,但MgO、Al2O3、Mg、Al都可与H2SO4等反应,Al、Al2O3也能溶解在NaOH溶液中,A项错误;根据题图,c值越大,溶解Al(OH)3消耗的NaOH溶液越多,说明合金中Al的含量越高,B项正确;b点对应的沉淀为Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物,溶液中溶质只有氯化钠,故b为固定值20,因而无法根据b值判断合金中Mg的含量,C项错误;根据图示,当c=25时,整个反应过程中包含Mg、Al分别与盐酸的反应,H+与OH-的反应,Mg2+、Al3+分别与OH-的反应,Al(OH)3与OH-的反应,主要有6个离子反应,D项错误。6.下图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线,下列判断错误的是()A.线表示Al3+的物质的量的变化B.x表示AlCl3的物质的量C.线表示Al(OH)3的物质的量的变化D.线表示AlO2-的物质的量的变化答案BAlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式:(1)向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液,则发生反应:Al3+3OH- Al(OH)3、Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O;(2)向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,则发生反应:Al3+4OH- AlO2-+2H2O、3AlO2-+Al3+6H2O 4Al(OH)3。按方式(1)混合,则Al3+减少的物质的量与Al(OH)3增加的物质的量之比为11,Al(OH)3减少的物质的量与AlO2-增加的物质的量之比为11,符合图像,所以表示Al3+的物质的量的变化,表示Al(OH)3的物质的量的变化,表示AlO2-的物质的量的变化。若按方式(2)混合,则OH-减少的物质的量与AlO2-增加的物质的量之比为41,不符合图像。7.某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是()A.AlCl3 B.Na2O C.FeCl2 D.SiO2答案AAl与氯气反应生成AlCl3,AlCl3与Ba(HCO3)2溶液反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,故A正确;钠可以与氧气反应生成氧化钠,但Na2O与Ba(HCO3)2溶液反应不生成气体,只生成碳酸钡沉淀,故B错误;Fe与氯气化合生成FeCl3,故C错误;Si与氧气化合生成SiO2,但SiO2不与Ba(HCO3)2溶液反应,故D错误。8.甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间的转化关系为:甲 乙 丙。下列有关物质的推断不正确的是()A.若甲为AlCl3溶液,则丁可能是NaOH溶液B.若甲为N2,则丁可能是O2C.若甲为Fe,则丁可能是稀硝酸D.若甲为NaOH溶液,则丁可能是CO2答案B若甲为AlCl3溶液,丁是NaOH溶液,则乙为氢氧化铝、丙为偏铝酸钠,氯化铝与偏铝酸钠发生相互促进的水解反应得到氢氧化铝,符合题给转化关系,故A正确;若甲为N2,丁如果是O2,则乙为NO、丙为NO2,NO2不能与N2反应生成NO,故B错误;若甲为Fe,丁是稀硝酸,铁过量时乙为硝酸亚铁,则丙为硝酸铁,硝酸铁与Fe反应得到硝酸亚铁,符合题给转化关系,故C正确;若甲为NaOH溶液,丁是CO2,则乙为Na2CO3,丙为NaHCO3,碳酸氢钠与氢氧化钠反应得到碳酸钠,符合题给转化关系,故D正确。9.将CO2气体缓缓地通入到含KOH、Ba(OH)2和KAlO2的混合溶液中直至过量,生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是()A.Oa段反应的化学方程式是:Ba(OH)2+CO2 BaCO3+H2OB.bc段反应的离子方程式是:2AlO2-+3H2O+CO2 2Al(OH)3+CO32-C.ab段与cd段所发生的反应相同D.de段沉淀的减少是由碳酸钡固体的消失所致答案C只要通入CO2,立刻就有BaCO3沉淀产生,首先发生反应Ba(OH)2+CO2 BaCO3+H2O,将Ba(OH)2消耗完毕,接下来消耗KOH,发生反应2KOH+CO2 K2CO3+H2O,因而此段沉淀的量保持不变;然后沉淀量增大,发生反应2AlO2-+3H2O+CO2 2Al(OH)3+CO32-,沉淀量达最大后,再发生CO32-+CO2+H2O 2HCO3-,最后发生反应BaCO3+CO2+H2O Ba(HCO3)2,沉淀部分溶解。由上述分析可知,Oa段发生反应:Ba(OH)2+CO2 BaCO3+H2O,故A正确;bc段反应的离子方程式是:2AlO2-+3H2O+CO2 2Al(OH)3+CO32-,故B正确;ab段发生反应2KOH+CO2 K2CO3+H2O,cd段发生反应CO32-+CO2+H2O 2HCO3-,两阶段发生的反应不相同,故C错误;de段发生反应BaCO3+CO2+H2O Ba(HCO3)2,导致沉淀减少,故D正确。10.根据下列实验操作和现象,得出的结论错误的是()选项实验操作和现象结论A将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色该气体为SO2B向某无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡静置,下层溶液显紫色原溶液中一定含有I-C向NaAlO2溶液中滴入NaHCO3溶液,有白色沉淀生成AlO2-结合H+的能力比CO32-强D将燃烧的金属镁迅速伸入集满CO2的集气瓶中,有大量白烟和黑色颗粒产生CO2具有氧化性答案A能使品红溶液褪色的不一定是SO2,也可能是氯气等,A错误;下层溶液显紫色,说明有单质碘生成,氯水具有强氧化性,因此说明原溶液中含有碘离子,B正确;向NaAlO2溶液中滴入NaHCO3溶液,有白色沉淀生成,反应的离子方程式为AlO2-+HCO3-+H2O Al(OH)3+CO32-,说明AlO2-结合H+的能力强于CO32-,C正确;镁在CO2中燃烧生成氧化镁和碳,说明CO2具有氧化性,D正确。11.某同学通过下列实验探究Al及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是()A.实验室中将NH3H2O滴入Al2(SO4)3溶液中,制备Al(OH)3沉淀B.将一块铝箔用砂纸打磨后立即在酒精灯上点燃,观察铝燃烧的火焰C.将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中加足量稀盐酸,加热蒸干得无水AlCl3固体D.将铝置于装有浓硫酸的试管中再加水,探究Al在不同浓度硫酸中的反应答案A氢氧化铝是两性氢氧化物,溶于强酸、强碱,不溶于弱酸、弱碱。实验室中可将NH3H2O滴入硫酸铝溶液中,制备氢氧化铝,A正确;铝在空气中不能燃烧,铝在空气中被氧化生成氧化铝,B错误;氯化铝水解生成氢氧化铝和盐酸,加热蒸发时氯化氢挥发,得到水解产物氢氧化铝,不能得到氯化铝,C错误;常温下铝在浓硫酸中发生钝化,不再继续反应,加入水稀释后,稀硫酸和铝发生反应,不能探究铝在不同浓度硫酸中的反应,D错误。12.雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子:Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、SO42-、NO3-、Cl-。某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后得试样溶液,设计并完成了如下实验:已知:3NO3-+8Al+5OH-+2H2O3NH3+8AlO2-根据以上的实验操作与现象,该同学得出的结论不正确的是()A.试样中肯定存在NH4+、Mg2+、SO42-和NO3-B.试样中一定不含Al3+C.试样中可能存在Na+、Cl-D.该雾霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4答案B气体1和气体2都是NH3,气体1来自NH4+与Ba(OH)2的反应,气体2来自NO3-与Al在碱性条件下的反应;沉淀1来自试样与Ba(OH)2的反应,且在酸性条件下能部分溶解,所以沉淀1是BaSO4和Mg(OH)2;沉淀2来自碱性滤液与CO2的反应,沉淀2中一定有BaCO3,也可能有Al(OH)3。由上述分析知,NO3-、NH4+、Mg2+、SO42-一定存在,Na+、Cl-、Al3+可能存在。13.在200 mL含Mg2+、Al3+、NH4+、H+、Cl-的溶液中,逐滴加入5 molL-1 NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列叙述不正确的是()A.x-y=0.01B.原溶液中c(Cl-)=0.75 molL-1C.原溶液的pH=1D.原溶液中n(Mg2+)n(Al3+)=51答案B分析题图可知x mol-y mol即为氢氧化铝的物质的量,溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液的体积为35 mL-33 mL=2 mL,nAl(OH)3=5 molL-1210-3L=0.01 mol,即x-y=0.01,A不符合题意;加入33 mL氢氧化钠溶液时溶液中溶质为NaCl,原溶液中n(Cl-)=5 molL-13310-3 L=0.165 mol,c(Cl-)=0.825 molL-1,B符合题意;由题图知04 mL时发生反应H+OH- H2O,则H+的物质的量为410-3 L5 molL-1=0.02 mol,H+的物质的量浓度为0.02mol0.2 L=0.1 molL-1,则原溶液的pH=1,C不符合题意;由430 mL Mg2+、Al3+结合OH-生成沉淀的反应知,n(OH-)=5 molL-12610-3 L=0.13 mol,则根据Al3+3OH- Al(OH)3,与0.01 mol Al3+反应的OH-的物质的量为0.03 mol,与Mg2+反应的OH-的物质的量为0.1 mol,由Mg2+2OH- Mg(OH)2知,n(Mg2+)=0.05 mol,则原溶液中n(Mg2+)n(Al3+)=0.05 mol0.01 mol=51,D不符合题意。14.向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液,生成沉淀Al(OH)3的物质的量随AlCl3溶液加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是()A.a点对应的溶液中:Na+、Mg2+、SO42-、HCO3-B.b点对应的溶液中:Na+、NH4+、SO42-、Cl-C.c点对应的溶液中:K+、Ag+、Ca2+、NO3-D.d点对应的溶液中:K+、NH4+、I-、SO42-答案D向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液,依次发生反应:Al3+4OH- AlO2-+2H2O、3AlO2-+6H2O+Al3+ 4Al(OH)3。a点时溶液中有大量OH-,与Mg2+、HCO3-不能大量共存,A项错误;b点时溶质为NaCl和NaAlO2,AlO2-与NH4+不能大量共存,B项错误;c点时溶质为NaCl,Cl-与Ag+不能大量共存,C项错误;d点时溶质为NaCl和AlCl3,所有离子可以大量共存,D项正确。15.为测定某镁铝合金样品中铝的含量,进行了下列实验:取一定量合金,加入100 mL 0.3 molL-1稀硫酸,合金完全溶解,产生的气体在标准状况下体积为560 mL;再加入0.2 molL-1 NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化,用去350 mL NaOH溶液。则所取样品中铝的物质的量为()A.0.005 mol B.0.01 molC.0.025 molD.0.03 mol答案B镁铝合金与稀硫酸反应生成硫酸镁、硫酸铝与氢气,向反应后的溶液中加入0.2 molL-1 NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化,铝离子转化为偏铝酸根离子、镁离子转化为氢氧化镁沉淀,此时溶液中溶质为Na2SO4、NaAlO2,则有n(Na2SO4)=n(H2SO4)=0.1 L0.3 molL-1=0.03 mol,n(NaOH)=2n(Na2SO4)+n(NaAlO2),故n(NaAlO2)=0.35 L0.2molL-1-0.03 mol2=0.01 mol,根据铝原子守恒知,n(Al)=n(NaAlO2)=0.01 mol。16.向3 molL-1的盐酸中加入打磨后的镁条,一段时间后生成灰白色固体X,并测得反应后溶液pH升高。为确认固体X的成分,过滤、洗涤后进行实验:向固体X中加入足量硝酸,固体溶解,得到无色溶液,将其分成两等份;向其中一份无色溶液中加入足量AgNO3溶液,得到白色沉淀a;向另一份无色溶液中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀b。下列分析中不正确的是()A.溶液pH升高的主要原因:Mg+2H+ Mg2+H2B.生成沉淀a的离子方程式:Ag+Cl- AgClC.沉淀b是Mg(OH)2D.若a、b的物质的量关系为n(a)n(b)=13,则可推知固体X的化学式为Mg3(OH)6Cl答案DA项,因为镁与盐酸反应消耗H+,故溶液的pH升高;B项,加入足量的硝酸银溶液生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,则该沉淀为氯化银,发生反应的离子方程式为Ag+Cl- AgCl;C项,实验中加入足量的氢氧化钠溶液生成的白色沉淀为Mg(OH)2;D项,若a、b的物质的量关系为n(a)n(b)=13,则X中n(Cl-)n(Mg2+)=13,结合化合物中各元素正、负化合价的代数和为零可得固体X的化学式为Mg3(OH)5Cl。17.镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示:下列判断不合理的是()A.Al、Ga均处于第A族B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3C.Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2D.酸性:Al(OH)3Ga(OH)3答案D镓(Ga)与铝同主族,均处于第A族,A项正确;Ga2O3与Al2O3的化学性质相似,可与盐酸反应生成GaCl3,B项正确;Ga(OH)3属于两性氢氧化物,与Al(OH)3的化学性质相似,能与NaOH溶液反应生成NaGaO2,C项正确;化学反应遵循强酸制弱酸的原理,在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入适量CO2,只有Al(OH)3沉淀,而没有Ga(OH)3沉淀,可能是镓酸的酸性强于碳酸,则酸性:Al(OH)3Ga(OH)3,D项错误。18.下列曲线图(纵坐标为沉淀的量,横坐标为加入溶液的体积)与对应的选项相符合的是()A.向1 L浓度均为0.1 molL-1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1 molL-1的稀硫酸B.向1 L浓度分别为0.1 molL-1和0.3 molL-1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL-1的稀NaOH溶液C.向烧碱溶液中滴加明矾溶液D.向AlCl3溶液中滴加过量氨水答案AA项,Ba(OH)2和NaAlO2中加入稀硫酸,发生的反应依次为Ba2+2OH-+2H+SO42- BaSO4+2H2O、AlO2-+H+H2O Al(OH)3、Al(OH)3+3H+ Al3+3H2O,所以加1 L稀硫酸时,Ba(OH)2反应完,再加0.5 L稀硫酸时AlO2-完全参加反应,再加1.5 L稀硫酸时,Al(OH)3全部溶解,A正确;B项,向1 L浓度分别为0.1 molL-1和0.3 molL-1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL-1的NaOH溶液,发生的反应依次是Al3+3OH- Al(OH)3、OH-+NH4+ NH3H2O、Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O,所以沉淀Al3+和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为31,而由题给图像可看到的是沉淀Al3+和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为11,B错误;C项,向烧碱溶液中滴加明矾溶液,发生的反应依次是Al3+4OH- AlO2-+2H2O、Al3+3AlO2-+6H2O 4Al(OH)3,所以无现象与产生沉淀量最大时加入的明矾的量之比为31,C错误;D项,AlCl3溶液中滴加过量氨水,沉淀不会溶解,D错误。19.如图所示为一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后,产生Al(OH)3白色沉淀的质量与NaOH的物质的量之间的关系曲线。请回答下列问题:(1)A点时已参加反应的AlCl3和NaOH的物质的量之比为。(2)AB段曲线所表示的反应的离子方程式为。(3)向B处生成的溶液中通入二氧化碳,可观察到的现象是。(4)向含有0.1 mol NH4Al(SO4)2的溶液中逐滴加入5 molL-1 NaOH溶液,开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多;一段时间后有刺激性气味的气体逸出;最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图。答案(1)13(2)Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O(3)生成白色沉淀(4)20.如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。回答有关问题:(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎,目的是。(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化(填化学式),工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是和。(3)沉淀混合物为和(填化学式)。(4)利用熔融氯化镁制取金属镁,选用的方法是(填序号)。A.电解法 B.氧气还原法C.碳还原法 D.分解法答案(1)提高酸浸速率(2)FeCl2会产生污染性气体NOx会引入杂质离子NO3-(3)Al(OH)3Fe(OH)3(4)A解析(1)粉碎菱镁矿,增大其与酸液的接触面积,提高酸浸速率。(2)通入Cl2是为了将Fe2+(或FeCl2)氧化为Fe3+(或FeCl3),工业上不用HNO3作氧化剂是因为会产生污染性气体NOx,也会引入杂质离子NO3-。(3)氧化池中存在Al3+、Fe3+、H+,所以加入MgO后与H+反应使溶液碱性增强,Al3+和Fe3+转化为Al(OH)3和Fe(OH)3,故沉淀池中的沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)金属镁比较活泼,一般采用电解熔融MgCl2的方法进行冶炼。21.氨气具有还原性,在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B。A为铵盐,B在标准状况下为气态。在此反应中,若每有1体积氨气参加反应,同时有0.75体积氟气参加反应;若每有8.96 L氨气(标准状况)参加反应,同时生成0.3 mol A。(1)写出氨气和氟气反应的化学方程式:。(2)在标准状况下,每生成2.24 L B,转移电子的物质的量为mol。.某固体可能由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、AlCl3、FeCl2中的一种或几种组成,现取该固体进行如下实验,所得现象和有关数据如下图所示(气体体积的数据均已折算成标准状况下):请回答下列问题:(3)混合物中存在的物质有(填化学式)。(4)依照反应顺序写出步骤的离子方程式:,。答案(1)4NH3+3F2 3NH4F+NF3(2)0.6(3)MgCl2、Al、(NH4)2SO4(4)H+OH- H2OAlO2-+H+H2O Al(OH)3解析.(1)氨气具有还原性,在铜的催化作用下,氨气和氟气发生反应生成A和B,A为铵盐,则A为氟化铵,B在标准状况下为气态,在此反应中,若有1体积氨气参加反应,则有0.75体积氟气参加反应,即氨气和氟气的化学计量数之比是10.75=43,若有8.96 L氨气(标准状况)参加反应,会生成0.3 mol A,则氨气和氟化铵的化学计量数之比=8.96 L22.4 L/mol0.3 mol=43,反应的化学方程式为:4NH3+3F2 3NH4F+NF3。(2)根据化学方程式4NH3+3F2 3NH4F+NF3,若有1 mol NF3生成,则反应中转移的电子为6 mol。在标准状况下2.24 L NF3的物质的量为2.24 L22.4 L/mol=0.1 mol,则该反应中转移电子的物质的量为0.6 mol。.(3)分析题给流程图,根据生成的气体通过碱石灰体积不变,说明无酸性气体,而通过浓硫酸后气体体积减小,结合题意可知,剩余的6.72 L气体为氢气,即原固体中一定含有金属Al,且其质量为6.72 L22.4 L/mol1.527 g/mol=5.4 g;生成氨气的物质的量为11.2 L-6.72 L22.4 L/mol=0.2 mol,根据氮元素守恒知原固体中一定含有0.1 mol (NH4)2SO4,其质量为:0.1 mol132 g/mol=13.2 g;得到的白色沉淀久置不变色,说明原固体中无FeCl2,因为氢氧化亚铁易被氧化为红棕色的氢氧化铁;又因为NaOH溶液过量,所以白色沉淀不可能含有氢氧化铝,说明5.8 g白色沉淀为Mg(OH)2,其物质的量为0.1 mol,原固体中含有MgCl2 0.1 mol,其质量为9.5 g,9.5 g+13.2 g+5.4 g=28.1 g,所以原混合物的组成为Al、(NH4)2SO4、MgCl2。(4)步骤中包括盐酸与过量的氢氧化钠反应、偏铝酸钠与盐酸反应,离子方程式分别为:H+OH- H2O、AlO2-+H+H2O Al(OH)3。22.将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 molL-1 H2SO4溶液中,然后再滴加1 molL-1 NaOH溶液。请回答:(1)若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m(单位:g)随加入NaOH溶液的体积V(单位:mL)变化如下图所示。当V1=160 mL时,则金属粉末中n(Mg)=mol,V2=mL。(2)若在滴加NaOH溶液过程中,欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全,则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)=mL。(3)若混合物仍为0.1 mol,其中Mg粉的物质的量分数为a,用100 mL 2 molL-1的硫酸溶解此混合物后,再加入450 mL 1 molL-1的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是。答案(1)0.06440(2)400(3)12a1解析(1)当V1=160 mL时,所得溶液是MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4混合液,由Na+守恒可知,n(Na2SO4)=12n(Na+)=12n(NaOH)=120.16 L1 molL-1=0.08 mol,设MgSO4为x mol、Al2(SO4)3为y mol,根据原子守恒有:x+2y=0.1,100 mL 2 molL-1的H2SO4溶液中含有H2SO4的物质的量为2 molL-10.1 L=0.2 mol,根据SO42-守恒有:x+3y=0.2-0.08=0.12,解得:x=0.06、y=0.02,所以金属粉末中n(Mg)=0.06 mol,n(Al)=20.02 mol=0.04 mol;滴加NaOH溶液到体积V2时,溶液是Na2SO4和NaAlO2的混合液,则n(NaOH)=2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)=2n(H2SO4)+n(Al)=20.2 mol+0.04 mol=0.44 mol,则V2点消耗NaOH溶液的体积为0.44mol1molL-1=0.44 L=440 mL。(2)使Mg2+、Al3+刚好完全沉淀,此时溶质为硫酸钠,则n(NaOH)=2n(Na2SO4)=0.4 mol,加入的NaOH的体积V=0.4mol1molL-1=0.4 L=400 mL。(3)若混合物仍为0.1 mol,其中Mg粉的物质的量分数为a,用100 mL 2 molL-1的硫酸溶解此混合物后,再加入450 mL 1 molL-1的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3,证明生成的Al(OH)3全部和NaOH反应;由上述分析知Mg2+、Al3+恰好完全沉淀时消耗400 mL NaOH溶液,再加入50 mL 1 molL-1 NaOH溶液,所得Al(OH)3沉淀完全溶于NaOH生成NaAlO2,Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O,Al(OH)3最大物质的量为0.05 mol,即0n(Al)0.05 mol,n(Mg)+n(Al)=0.1 mol,则0.05 moln(Mg)0.1 mol,则0.5a1。
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