Question

向a mol NaOH溶液中逐滴加入bmol AlCl₃溶液，試回答：
（1）依次寫出溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）若a+b=1，當(dāng)a取不同值時(shí)，生成物可能有以下情況：
①全部是Al（OH）₃時(shí)，a的取值范圍是

 

；
②全部是NaAlO₂時(shí)，a的取值范圍是

 

；
③部分是NaAlO₂，部分是Al（OH）₃，a的取值范圍是

 

；反應(yīng)所生成的Al（OH）₃的物質(zhì)的量為

 

mol，反應(yīng)所生成的各物質(zhì)的總物質(zhì)的量（包括水）為

 

mol（用含b的式子表示）；
④在上述條件下，若要生成7.8g沉淀，則a的值等于

 

或

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)范圍討論題的計(jì)算,鎂、鋁的重要化合物

專題：

分析：（1）開(kāi)始時(shí)氫氧化鈉過(guò)量，反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，之后氯化鋁過(guò)量，鋁離子與偏鋁酸根發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）①據(jù)反應(yīng)AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O、3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl整理可得：AlCl₃+3NaOH=3NaCl+Al（OH）₃↓，當(dāng)a：b=3：1時(shí)氯化鋁和氫氧化鈉恰好反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，當(dāng)a：b≤3：1，只有氫氧化鋁沉淀生成；
②根據(jù)反應(yīng)AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O及a+b=1判斷產(chǎn)物為偏鋁酸鈉時(shí)a與b的關(guān)系；
③結(jié)合①②判斷當(dāng)產(chǎn)物為氫氧化鋁和偏鋁酸鈉時(shí)a的范圍；
④根據(jù)氫氧化鈉過(guò)量和不足兩種情況討論生成7.8g沉淀時(shí)a的值．

解答：解：（1）向NaOH溶液中逐滴加入AlCl₃溶液，開(kāi)始時(shí)氫氧化鈉過(guò)量，反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O；
當(dāng)氯化鋁過(guò)量后，鋁離子與偏鋁酸根離子發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl，
故答案為：AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O；3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl；
（2）根據(jù)反應(yīng)方程式AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O、3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl可得：AlCl₃+3NaOH=3NaCl+Al（OH）₃↓，
①當(dāng)a：b=3：1時(shí)氯化鋁和氫氧化鈉恰好反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，當(dāng)氯化鋁過(guò)量時(shí)生成的只有氫氧化鋁，則a：b≤3：1，又a+b=1，則a≤

3

4

時(shí)生成的只有氫氧化鋁沉淀，
故答案為：0＜a≤

3

4

；
②當(dāng)氫氧化鈉過(guò)量時(shí)，反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，根據(jù)反應(yīng)AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O可知，a：b≥4：1，a+b=1，則

4

5

≤a＜1，
故答案為：

4

5

≤a＜1；
③根據(jù)①②可知，當(dāng)

4

5

≤a≤

3

4

時(shí)，生成產(chǎn)物部分是NaAlO₂，部分是Al（OH）₃；設(shè)生成偏鋁酸鈉的物質(zhì)的量為x、氫氧化鋁沉淀的物質(zhì)的量為y，根據(jù)鋁原子守恒可得：x+y=b，
根據(jù)反應(yīng)AlCl₃+3NaOH=3NaCl+Al（OH）₃↓、AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O可知，消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：3y+4x=a=1-b，
聯(lián)立解得：x=1-4b，y=5b-1，即生成氫氧化鋁沉淀的物質(zhì)的量為（5b-1）mol；反應(yīng)后生成偏鋁酸鈉（1-4b）mol，則生成水的物質(zhì)的量為2（1-4b）mol，根據(jù)氯原子守恒，生成氯化鈉的物質(zhì)的量為3bmol，則反應(yīng)后生成產(chǎn)物的總物質(zhì)的量為：（5b-1）mol+（1-4b）mol+2（1-4b）mol+3bmol=（2-4b）mol，
故答案為：

4

5

≤a≤

3

4

；5b-1；2-4b；
④7.8g Al（OH）₃為：

7.8g

78g/mol

=0.1mol，當(dāng)氫氧化鈉不足，AlCl₃過(guò)量時(shí)，則a=3n（Al（OH）₃）=0.3mol；
當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)：根據(jù)③可知，生成氫氧化鋁沉淀的物質(zhì)的量為：5b-1=0.1，
解得：b=0.22，
則：a=1-b=1-0.22=0.78，
故答案為：0.3mol；0.78mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有關(guān)范圍討論的計(jì)算，題目難度較大，正確書寫反應(yīng)方程式、明確反應(yīng)物過(guò)量時(shí)對(duì)應(yīng)產(chǎn)物為解答關(guān)鍵，注意掌握有關(guān)范圍討論的化學(xué)計(jì)算方法，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．