溶液中发生的过程如下:
(1)2Na + 2H2O ==== 2NaOH + H2(气体)
反应放出氢气(13.44L,相当于13.44/22.4mol即0.6mol),同时产生1.2molNaOH
可见,需要消耗1.2molNa,即初始Na量为27.6g
(2)在碱性条件下,AlCl3和MgCl2会生成沉淀(实际上先生成Al(OH)3,然后生成Mg(OH)2,再然后Al(OH)3溶解,因为AlO2-离子是水解强碱性的,不能与Mg2+共存)
根据原题,沉淀先多后少,所以可以判断剩余沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物,Al(OH)3已经有部分被转化为NaAlO2,所以溶液中没有NaOH(否则剩余Al(OH)3会继续溶解生成NaAlO2)
AlCl3 + 3NaOH ==== Al(OH)3(沉淀) + 3NaCl
MgCl2 + 2NaOH ==== Mg(OH)2(沉淀) + 2NaCl
Al(OH)3 + NaOH ==== NaAlO2 + 2H2O
(3)将沉淀用过量苛性钠溶液溶解,Al(OH)3全部溶解,沉淀减少的量就是沉淀中含有的Al(OH)3的量(15.6g,0.2mol),剩余沉淀量(21.4-15.6=5.8g是Mg(OH)2,0.1mol)
即初始溶液中MgCl2也有0.1mol,MgCl2浓度为1mol/L
混合沉淀(21.4g)中含有OH-全部来自NaOH,有0.1*2 + 0.2*3 = 0.8mol(前一项是Mg(OH)2,后一项是Al(OH)3),则在原先体系中,有1.2-0.8=0.4mol NaOH用于生成Al(OH)3后将其溶解,由方程式可知
4NaOH + AlCl3 ==== NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O
即这部分AlCl3有0.4/4=0.1mol
算上混合沉淀中的0.2mol,初始溶液中有0.3molAlCl3,即AlCl3浓度为3mol/L
初始Na量为27.6g
MgCl2浓度为1mol/L
AlCl3浓度为3mol/L