Question

16．在1L0.1molNaAlO₂和0.1mol Ba（NO₃）₂ 的混合溶液中，逐滴加入濃度為0.1mol/L 的H₂SO₄ 溶液，下列圖象中能表示反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量和所加入硫酸溶液的體積關(guān)系是（已知AlO₂^-和Ba²⁺可以大量共存）（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 在1L含0.1mol NaAlO₂和0.1mol Ba（OH）₂的混合溶液中n（NaAlO₂）=0.1mol，n[Ba（OH）₂]=0.1mol，向該混合溶液中加入H₂SO₄溶液，首先發(fā)生反應(yīng)Ba（OH）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2H₂O，Ba（OH）₂反應(yīng)完畢，繼續(xù)加入H₂SO₄溶液，再發(fā)生反應(yīng)AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓，AlO₂^-反應(yīng)完畢，沉淀達(dá)最大，繼續(xù)加入H₂SO₄溶液，發(fā)生反應(yīng)Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，沉淀減少，Al（OH）₃反應(yīng)完畢，最后為BaSO₄沉淀，繼續(xù)加入H₂SO₄溶液，沉淀的量不變．
第一階段：由發(fā)生反應(yīng)Ba（OH）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2H₂O可知，Ba（OH）₂反應(yīng)完畢，需加入0.1molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的體積為$\frac{0.1mol}{0.1mol/L}$=1L，生成沉淀n（BaSO₄）=0.1mol；
第二階段：由發(fā)生反應(yīng)AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓可知，0.1molAlO₂^-反應(yīng)完畢，該階段需加入0.05molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的體積為$\frac{0.05mol}{0.1mol/L}$=0.5L，該階段生成沉淀n[Al（OH）₃]=0.1mol，但加入相同體積的硫酸，該階段比第一階段生成沉淀的多，為第一階段的2倍；
第三階段：由發(fā)生反應(yīng)Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O可知，沉淀減少，0.1molAl（OH）₃完全溶解，該階段需加入$\frac{0.1mol×3}{2}$=0.15molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的體積為$\frac{0.15mol}{0.1mol/L}$=1.5L，沉淀n（BaSO₄）=0.1mol；
據(jù)此作出圖象進(jìn)行判斷

解答 解：在1L含0.1mol NaAlO₂和0.1mol Ba（OH）₂的混合溶液中n（NaAlO₂）=0.1mol，n[Ba（OH）₂]=0.1mol，向該混合溶液中加入H₂SO₄溶液，首先發(fā)生反應(yīng)Ba（OH）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2H₂O，Ba（OH）₂反應(yīng)完畢，繼續(xù)加入H₂SO₄溶液，再發(fā)生反應(yīng)AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓，AlO₂^-反應(yīng)完畢，沉淀達(dá)最大，繼續(xù)加入H₂SO₄溶液，發(fā)生反應(yīng)Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，沉淀減少，Al（OH）₃反應(yīng)完畢，最后為BaSO₄沉淀，繼續(xù)加入H₂SO₄溶液，沉淀的量不變．
第一階段：由發(fā)生反應(yīng)Ba（OH）₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2H₂O可知，Ba（OH）₂反應(yīng)完畢，需加入0.1molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的體積為$\frac{0.1mol}{0.1mol/L}$=1L，生成沉淀n（BaSO₄）=0.1mol；
第二階段：由發(fā)生反應(yīng)AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓可知，0.1molAlO₂^-反應(yīng)完畢，該階段需加入0.05molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的體積為$\frac{0.05mol}{0.1mol/L}$=0.5L，該階段生成沉淀n[Al（OH）₃]=0.1mol，但加入相同體積的硫酸，該階段比第一階段生成沉淀的多，為第一階段的2倍；
第三階段：由發(fā)生反應(yīng)Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O可知，沉淀減少，0.1molAl（OH）₃完全溶解，該階段需加入$\frac{0.1mol×3}{2}$=0.15molH₂SO₄，H₂SO₄溶液的體積為$\frac{0.15mol}{0.1mol/L}$=1.5L，沉淀n（BaSO₄）=0.1mol；
由上述分析可知：
第一階段產(chǎn)生沉淀n（BaSO₄）=0.1mol，加入H₂SO₄溶液的體積為1L；
第二階段又生成沉淀n[Al（OH）₃]=0.1mol，此時(shí)沉淀總量為0.2mol，該階段加入H₂SO₄溶液的體積為0.1L，此時(shí)加入H₂SO₄溶液的總體積為1.5L；
第三階段0.1molAl（OH）₃完全溶解，此時(shí)沉淀n（BaSO₄）=0.1mol，該階段加入H₂SO₄溶液的體積為1.5L，此時(shí)加入H₂SO₄的總體積為3L．
故沉淀的量與H₂SO₄溶液體積關(guān)系圖為：，
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查離子反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算、圖象分析等，難度較大，理清反應(yīng)的過程，確定沉淀的量與H₂SO₄溶液體積關(guān)系是關(guān)鍵，題目難點(diǎn)較大．