Question

在m mLbmol/LAlCl₃溶液中加入等體積amol/LNaOH溶液，回答下列問題：
（1）當a≤3b時，生成Al（OH）₃沉淀的物質的量為

 

mol．
（2）當a、b滿足

 

條件時，無沉淀生成．
（3）當a、b滿足

 

、

 

條件時，有沉淀生成．生成的Al（OH）₃沉淀的物質的質量分別為

 

g和

 

g．

Answer 1

考點：鎂、鋁的重要化合物,化學方程式的有關計算

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：NaOH溶液與AlCl₃溶液混合，發(fā)生反應：①AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，②AlCl₃+4NaOH═NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，
當n（NaOH）：n（AlCl₃）≤3：1，只發(fā)生反應①，氫氧化鈉完全反應，氯化鋁可能恰好反應，也可能有剩余，根據(jù)氫氧化鈉計算生成氫氧化鋁的物質的量；
當n（NaOH）：n（AlCl₃）≥4：1，只發(fā)生反應②，氯化鋁完全反應，氫氧化鈉可能恰好反應、也可能有剩余，沒有氫氧化鋁生成；
當3：1＜n（NaOH）：n（AlCl₃）＜4：1，發(fā)生反應①、②，氯化鋁與氫氧化鈉都完全反應，鋁元素以氫氧化鋁、偏鋁酸鈉存在；據(jù)此解答．

解答： 解：NaOH溶液與AlCl₃溶液混合，發(fā)生反應：①AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，②AlCl₃+4NaOH═NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，
當n（NaOH）：n（AlCl₃）≤3：1，只發(fā)生反應①，氫氧化鈉完全反應，氯化鋁可能恰好反應，也可能有剩余，根據(jù)氫氧化鈉計算生成氫氧化鋁的物質的量；
當3：1＜n（NaOH）：n（AlCl₃）＜4：1，發(fā)生反應①、②，氯化鋁與氫氧化鈉都完全反應，鋁元素以氫氧化鋁、偏鋁酸鈉存在；
當n（NaOH）：n（AlCl₃）≥4：1，只發(fā)生反應②，氯化鋁完全反應，氫氧化鈉可能恰好反應、也可能有剩余，沒有氫氧化鋁生成，
（1）當a≤3b時，即n（NaOH）：n（AlCl₃）≤3：1，只發(fā)生反應①，且AlCl₃過量，氫氧化鈉完全反應，生成沉淀用氫氧化鈉的量計算：
AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，
      3mol     1mol
     0.001ma  n（Al（OH）₃）
 n（Al（OH）₃）=

0.001ma

3

mol；
故答案為：

0.001ma

3

mol；
（2）若無沉淀生成，則反應①②都發(fā)生，且反應①中生成的氫氧化鋁在反應②中完全反應，即：氯化鋁完全反應，氫氧化鈉可能恰好反應、也可能有剩余，可以看做發(fā)生反應；AlCl₃+4NaOH═NaAlO₂+3NaCl+2H₂O
n（NaOH）：n（AlCl₃）≥4：1，故0.001ma：：0.001mb≥4：1，整理得：a≥4b；
故答案為：a≥4b；
（3）有沉淀生成，則只發(fā)生①或發(fā)生反應①、②（②中NaOH的量不足）
只發(fā)生①時：AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl；AlCl₃過量或恰好完全反應，則有n（AlCl₃）：n（NaOH）≥1：3，即0.001mb：0.001ma≥1：3，
整理得：a≤3b，
AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，
      3mol    78g    
  0.001ma   m（Al（OH）₃）
 m（Al（OH）₃）=0.026mag；
若發(fā)生反應①、②，則在反應①中NaOH過量，在反應②中NaOH不足       
即在反應3NaOH+AlCl₃═Al（OH）₃↓+3NaCl中，NaOH過量，在反應4NaOH+AlCl₃═NaAlO₂+3NaCl+2H₂O中，NaOH不足，需要滿足3：1≤n（NaOH）：n（AlCl₃）＜4：1，即3：1≤0.001ma：0.001mb＜4：1，整理得：3b≤a＜4b；
此時溶液中只存在NaCl和NaAlO₂，n（Na+）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），溶液中的鈉離子全部來自氫氧化鈉，由鈉離子守恒知：n（Na⁺）=n（NaOH）=0.001mamol，由氯離子守恒知：n（NaCl）=3n（AlCl₃）=0.003mbmol，故溶液中n（NaAlO₂）=（0.001ma-0.003mb）mol，根據(jù)鋁元素守恒，n[Al（OH）₃]=0.001mbmol-（0.001ma-0.003mb）mol=0.001m（4b-a）mol，沉淀的質量：m[Al（OH）₃]=n[Al（OH）₃]×M=0.001m（4b-a）mol×78g/mol=[0.078m（4b-a）]g
故答案為：a≤3b；3b≤a＜4b；0.026ma；0.078m（4b-a）

點評：本題考查討論型計算、鋁元素化合物的性質等，難度中等，清楚發(fā)生的反應，進行討論解答．原子守恒法的應用可以使解題變的簡單．