Question

6．現(xiàn)有10mL1mol/LAl₂（SO₄）₃溶液，向其中逐滴滴加一定物質(zhì)的量濃度的Ba（OH）₂溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與加入Ba（OH）₂溶液體積的關(guān)系如圖所示．（已知：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O）
（1）計(jì)算Ba（OH）₂溶液的物質(zhì)的量濃度；
（2）試通過計(jì)算，確定圖中m和V的值．

Answer 1

分析 （1）由于是向10mL1mol/LAl₂（SO₄）₃溶液，向其中逐滴滴加一定物質(zhì)的量濃度的Ba（OH）₂溶液，故開始Al³⁺轉(zhuǎn)變?yōu)锳l（OH）₃沉淀，故化學(xué)方程式為：
Al₂（SO₄）₃+3Ba（OH）₂=2Al（OH）₃↓+3BaSO₄↓．根據(jù)反應(yīng)可知，Al³⁺和SO₄^2-能同時(shí)沉淀完全，從而得沉淀的最大量，故加入氫氧化鋇溶液30mL時(shí)，Al₂（SO₄）₃和Ba（OH）₂的物質(zhì)的量之比為1：3，據(jù)此求出所需的氫氧化鋇的物質(zhì)的量和物質(zhì)的量濃度；
（2）m的值即Al₂（SO₄）₃溶液和Ba（OH）₂溶液恰好完全反應(yīng)生成Al（OH）₃和BaSO₄沉淀的質(zhì)量；
30mL-VmL氫氧化鋇溶液的作用是將生成的氫氧化鋁沉淀溶解，故根據(jù)氫氧化鋁的物質(zhì)的量即可求出氫氧化鋇的物質(zhì)的量，從而求出V的值．

解答 解：（1）由于是向10mL1mol/LAl₂（SO₄）₃溶液，向其中逐滴滴加一定物質(zhì)的量濃度的Ba（OH）₂溶液，故開始Al³⁺轉(zhuǎn)變?yōu)锳l（OH）₃沉淀，故化學(xué)方程式為：
Al₂（SO₄）₃+3Ba（OH）₂=2Al（OH）₃↓+3BaSO₄↓．根據(jù)反應(yīng)可知，Al³⁺和SO₄^2-能同時(shí)沉淀完全，從而得沉淀的最大量．Al₂（SO₄）₃的物質(zhì)的量n=CV=1mol/L×0.01L=0.01mol，設(shè)當(dāng)?shù)玫匠恋淼淖畲罅繒r(shí)，氫氧化鋇的物質(zhì)的量為xmol，
則有：Al₂（SO₄）₃+3Ba（OH）₂=2Al（OH）₃↓+3BaSO₄↓
               1                 3
          0.01mol         xmol
故有：$\frac{1}{0.01mol}=\frac{3}{xmol}$
解得x=0.03mol
由于氫氧化鋇體積為30mL，故氫氧化鋇的物質(zhì)的量濃度c=$\frac{0.03mol}{0.03L}$=1mol/L．
答：氫氧化鋇溶液的濃度為1mol/L．
（2）m的值即Al₂（SO₄）₃溶液和Ba（OH）₂溶液恰好完全反應(yīng)生成Al（OH）₃和BaSO₄沉淀的質(zhì)量，設(shè)Al₂（SO₄）₃溶液和Ba（OH）₂溶液恰好完全反應(yīng)生成Al（OH）₃和BaSO₄沉淀時(shí)，生成的Al（OH）₃和BaSO₄沉淀的物質(zhì)的量分別為ymol和Zmol，則有：
Al₂（SO₄）₃+3Ba（OH）₂=2Al（OH）₃↓+3BaSO₄↓
       1                                   2                  3
   0.01mol                            ymol            zmol
故有：$\frac{1}{0.01mol}=\frac{2}{ymol}=\frac{3}{zmol}$
解得y=0.02mol
z=0.03mol
故沉淀的質(zhì)量m=0.02mol×78g/mol+0.03mol×233g/mol=8.55g；
30mL至VmL氫氧化鋇溶液的作用是將生成的氫氧化鋁沉淀溶解，由于氫氧化鋁的物質(zhì)的量為0.02mol，設(shè)消耗的氫氧化鋇的物質(zhì)的量為Qmol，根據(jù)反應(yīng)可知：
Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
    1           1
0.02mol    2Qmol
故有：$\frac{1}{0.02mol}=\frac{1}{2Qmol}$
解得Q=0.01mol
故所需的氫氧化鋇的體積VmL-30mL=$\frac{n}{C}$=$\frac{0.01mol}{1mol/L}$=0.01L=10mL
故V=40mL．
答：m的值為8.55g，V的值為40mL．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了根據(jù)圖象和化學(xué)方程式進(jìn)行的有關(guān)計(jì)算，難度中等，應(yīng)注意的是由于是將氫氧化鋇向硫酸鋁溶液中滴加，故鋁離子先轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，后溶解．