Question

 有下列七種溶液：A、氫氧化鈉溶液；B、氫氧化鋇溶液；C、硫酸鋁溶液；D、明礬溶液；E、混有少量硝酸的硫酸鎂溶液；F、氯化鐵溶液；任取其中的一種溶液（甲）逐滴加入到另一種溶液（乙）中至過(guò)量，觀(guān)察到自始至終均有白色沉淀。試回答下列問(wèn)題：

 

   （1）產(chǎn)生上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的試劑組合有（請(qǐng)用字母代號(hào)逐一列出，表格各欄可填滿(mǎn)，可不填滿(mǎn)，也可補(bǔ)充）

組別	1	2	3	4	5	6	7	8
甲	B
乙	D

   （2）請(qǐng)?jiān)谙铝凶鴺?biāo)中作出第1組實(shí)驗(yàn)所得沉淀的物質(zhì)的量（n_沉淀/mol）隨B溶液體積（V_B/L）變化的曲線(xiàn)。

   （3）右圖是某一組實(shí)驗(yàn)中所得沉淀的物質(zhì)的量（n_沉淀/mol）隨甲溶液中

溶質(zhì)的物質(zhì)的量（n_甲/mol）變化的曲線(xiàn)。符合下圖曲線(xiàn)的試劑組合

是：甲     （填化學(xué)式）、乙       （填化學(xué)式）。

①若實(shí)驗(yàn)時(shí)取用的乙溶液為500 mL，試計(jì)算乙溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的

量的濃度。

②若向500 mL乙溶液中滴加1000 mL甲溶液時(shí)恰好得到bmol

（1＜b＜5）白色沉淀，請(qǐng)計(jì)算甲溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

【答案】

 

    解析：本題以離子反應(yīng)為切入點(diǎn)，以圖表的形式考查了綜合應(yīng)用能力。本題綜合性強(qiáng)，難度較大。任取其中的一種溶液（甲）逐滴加入到另一種溶液（乙）中至過(guò)量，要觀(guān)察到自始至終均有白色沉淀，觀(guān)察并嘗試將給出溶液兩兩組合，能得到的白色沉淀有Al（OH）₃、Mg（OH）₂、BaSO₄。

   （1）本問(wèn)審題需注意：白色沉淀要能滿(mǎn)足“自始至終”均有！若只產(chǎn)生Al（OH）₃，則Al（OH）₃最終都將溶解掉；若要產(chǎn)生BaSO₄，則相應(yīng)的組合有：B/C、B/D、B/E；排除A/E組合，因?yàn)锳、E混合時(shí)，一開(kāi)始無(wú)Mg（OH）₂沉淀生成。

   （2）第一組實(shí)驗(yàn)是：Ba（OH）₂ → KAl（SO₄）₂，考慮到滴入順序，發(fā)生的化學(xué)方程式依次是：

    Ba（OH）₂少量時(shí)：3Ba（OH）₂ + 2KAl（SO₄）₂ == 2Al（OH）₃↓ + 2BaSO₄↓+ K₂SO₄

    Ba（OH）₂過(guò)量時(shí)：2Ba（OH）₂ + KAl（SO₄）₂ == 2KAlO₂ + 2BaSO₄↓ + 2H₂O

    作圖時(shí)，不妨假定KAl（SO₄）₂的物質(zhì)的量為1mol進(jìn)行分析。只要作出一定的比例即可，突出縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)的兩個(gè)沉淀過(guò)程的前后物質(zhì)的量之比。

   （3）本問(wèn)難度較大。觀(guān)察右圖曲線(xiàn)的斜率，發(fā)現(xiàn)一開(kāi)始產(chǎn)生沉淀的效率較小，后產(chǎn)生沉淀效率增大，再效率變小，最后產(chǎn)生沉淀不再改變。圖中一個(gè)重要的信息是：沒(méi)有看到沉淀減少，可基本排除生成Al（OH）₃的可能，則判斷出滿(mǎn)足本圖信息的溶液滴加順序只能是：將Ba（OH）₂滴加入混有少量硝酸的硫酸鎂溶液。即甲為Ba（OH）₂、乙為HNO₃和MgSO₄（注意題目要求填寫(xiě)化學(xué)式）。

    ①當(dāng)加入1mol Ba（OH）₂時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：

    Ba²⁺ + SO₄^2- == BaSO₄↓     OH^- + H⁺ == H₂O

    1mol  （1mol）  （1mol）       2mol （2mol）        即n（HNO₃）=2mol

    繼續(xù)加入2mol Ba（OH）₂時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：

    Ba²⁺ + SO₄^2- == BaSO₄↓     2OH^- + Mg²⁺ == Mg（OH）₂

    2mol  （2mol）  （2mol）       4mol  （2mol）   （2mol）

    再加入1mol Ba（OH）₂時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：

    2OH^- + Mg²⁺ == Mg（OH）₂

    2mol  （1mol）   （1mol）

    綜上所述，n（MgSO₄） = n（SO₄^2-） = 3mol

    則c（HNO₃）=2mol/0．5L =4mol/L，c（MgSO₄）= 3mol/0．5L = 6mol/L。

    ②當(dāng)恰好得到bmol（1＜b＜5）白色沉淀時(shí)，1<n（甲）<3。Ba（OH）₂中除一部分OH^-與H⁺反應(yīng)而消耗掉，其余OH^-均生成Mg（OH）₂，Ba²⁺全部生成BaSO₄。則n[Ba（OH）₂]與沉淀的物質(zhì)的量b之間的關(guān)系為：n[Ba（OH）₂] + {n[Ba（OH）₂]-1} = b，則n[Ba（OH）₂] =  mol，不難計(jì)算出c[Ba（OH）₂] = mol/L。

組別	1	2	3	4	5	6
甲	B	B	B	C	D	E
乙	D	C	E	B	B	B

    答案：（1）

 

 

 

   （2）只要作出一定的比例即可，突出縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)的兩個(gè)沉淀過(guò)程的前后物質(zhì)的量之比。

 

 

 

 

 

 

 

 

   （3）甲：Ba（OH）₂、乙：HNO₃和MgSO₄

    ①HNO₃：4 mol·L^-1、MgSO₄： 6mol·L^-1

    ②Ba（OH）₂：mol·L^-1