Question

16．向20mL 某濃度的AlCl₃溶液中滴入2mol•L^-1的NaOH溶液時，所得的沉淀質(zhì)量與加入NaOH溶液的體積之間的關系如圖所示：
（1）最大沉淀量是0.78g．
（2）所用AlCl₃ 溶液的物質(zhì)的量濃度是0.5mol/L．
（3）當所得沉淀量為0.234g時，用去NaOH溶液的體積是4.5 mL 或18.5 mL．

Answer 1

分析 開始AlCl₃與NaOH反應Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，生成Al（OH）₃沉淀，NaOH量逐漸增多，Al（OH）₃量逐漸增大，到A點時氫氧化鈉將AlCl₃恰好完全沉淀時，Al（OH）₃沉淀達到最大量；
隨后再加NaOH，發(fā)生Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，沉淀量又逐漸減少，到B點時Al（OH）₃與NaOH恰好完全反應生成NaAlO₂，沉淀完全溶解消失；
（1）由于A→B消耗的氫氧化鈉溶液體積為5ml，消耗NaOH為0.005L×2mol/L=0.01 mol，根據(jù)方程式可知n[Al（OH）₃]=0.01mol，根據(jù)m=nM計算氫氧化鋁的質(zhì)量；（2）根據(jù)鋁原子守恒則n（AlCl₃）=0.01 mol，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算氯化鋁的物質(zhì)的量濃度；
（3）生成氫氧化鋁的最大量為0.01mol，0.234g氫氧化鋁的物質(zhì)的量為$\frac{0.234g}{78g/mol}$=0.003mol，則生成0.003mol氫氧化鋁沉淀消耗氫氧化鈉溶液體積有兩種1情況，通過討論法分別計算出消耗氫氧化鈉溶液的體積．

解答 解：（1）開始AlCl₃與NaOH反應Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，生成Al（OH）₃沉淀，NaOH量逐漸增多，Al（OH）₃量逐漸增大，到A點時氫氧化鈉將AlCl₃恰好完全沉淀時，Al（OH）₃沉淀達到最大量，
由于A→B消耗的氫氧化鈉溶液體積為5ml，消耗NaOH為0.005L×2mol/L=0.01 mol，根據(jù)方程式可知n[Al（OH）₃]=0.01mol，氫氧化鋁的質(zhì)量為：0.01mol×78g/mol=0.78g，
故答案為：0.78；
（2）根據(jù)鋁原子守恒，則n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，
故氯化鋁的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.01mol}{0.02L}$=0.5mol/L，
故答案為：0.5mol/L；
（3）0.234 g Al（OH）₃的物質(zhì)的量為：$\frac{0.234g}{78g/mol}$=0.003mol．
當NaOH溶液不足時，生成0.234g Al（OH）₃所需NaOH的物質(zhì)的量為0.003mol×3=0.009 mol，需要NaOH溶液的體積=$\frac{0.009mol}{2mol/L}$=0.0045L=4.5mL；
當NaOH溶液過量時，還剩余0.003molAl（OH）₃，說明溶解的氫氧化鋁的物質(zhì)的量為：0.01mol-0.003mol=0.007mol，
溶解0.007mol Al（OH）₃溶解消耗0.007molNaOH，0.01mol氯化鋁完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁需要消耗0.01mol×3=0.03mol氫氧化鈉，
所以生成0.03mol氫氧化鋁總共消耗NaOH的物質(zhì)的量為：0.03+0.007mol=0.037mol，
需要NaOH溶液的體積=$\frac{0.037mol}{2mol/L}$=0.0185L=18.5mL，
故答案為：4.5；18.5．

點評 本題是AlCl₃與NaOH反應與圖象相結(jié)合的計算問題，題目難度中等，明確NaOH溶液逐滴加入到AlCl₃溶液中的反應現(xiàn)象為解答關鍵，試題培養(yǎng)了學生對圖象的解讀能力、分析問題能力及化學計算能力等．