Question

向a mol NaOH溶液中逐滴加入bmol AlCl₃溶液，試回答：
（1）依次寫出溶液中發(fā)生反應的化學方程式；
（2）若a+b=1，當a取不同值時，生成物可能有以下情況：
①全部是Al（OH）₃時，a的取值范圍是

 

；
②全部是NaAlO₂時，a的取值范圍是

 

；
③部分是NaAlO₂，部分是Al（OH）₃，a的取值范圍是

 

；反應所生成的Al（OH）₃的物質的量為

 

mol，反應所生成的各物質的總物質的量（包括水）為

 

mol（用含b的式子表示）；
④在上述條件下，若要生成7.8g沉淀，則a的值等于

 

或

 

．

Answer 1

考點：有關范圍討論題的計算,鎂、鋁的重要化合物

專題：

分析：（1）開始時氫氧化鈉過量，反應生成偏鋁酸鈉，之后氯化鋁過量，鋁離子與偏鋁酸根發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀，據此寫出反應的化學方程式；
（2）①據反應AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O、3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl整理可得：AlCl₃+3NaOH=3NaCl+Al（OH）₃↓，當a：b=3：1時氯化鋁和氫氧化鈉恰好反應生成氫氧化鋁沉淀，當a：b≤3：1，只有氫氧化鋁沉淀生成；
②根據反應AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O及a+b=1判斷產物為偏鋁酸鈉時a與b的關系；
③結合①②判斷當產物為氫氧化鋁和偏鋁酸鈉時a的范圍；
④根據氫氧化鈉過量和不足兩種情況討論生成7.8g沉淀時a的值．

解答：解：（1）向NaOH溶液中逐滴加入AlCl₃溶液，開始時氫氧化鈉過量，反應生成偏鋁酸鈉，反應的化學方程式為：AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O；
當氯化鋁過量后，鋁離子與偏鋁酸根離子發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀，反應的化學方程式為：3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl，
故答案為：AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O；3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl；
（2）根據反應方程式AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O、3NaAlO₂+6H₂O+AlCl₃=4Al（OH）₃↓+3NaCl可得：AlCl₃+3NaOH=3NaCl+Al（OH）₃↓，
①當a：b=3：1時氯化鋁和氫氧化鈉恰好反應生成氫氧化鋁沉淀，當氯化鋁過量時生成的只有氫氧化鋁，則a：b≤3：1，又a+b=1，則a≤

3

4

時生成的只有氫氧化鋁沉淀，
故答案為：0＜a≤

3

4

；
②當氫氧化鈉過量時，反應生成偏鋁酸鈉，根據反應AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O可知，a：b≥4：1，a+b=1，則

4

5

≤a＜1，
故答案為：

4

5

≤a＜1；
③根據①②可知，當

4

5

≤a≤

3

4

時，生成產物部分是NaAlO₂，部分是Al（OH）₃；設生成偏鋁酸鈉的物質的量為x、氫氧化鋁沉淀的物質的量為y，根據鋁原子守恒可得：x+y=b，
根據反應AlCl₃+3NaOH=3NaCl+Al（OH）₃↓、AlCl₃+4NaOH=3NaCl+NaAlO₂+2H₂O可知，消耗的氫氧化鈉的物質的量為：3y+4x=a=1-b，
聯(lián)立解得：x=1-4b，y=5b-1，即生成氫氧化鋁沉淀的物質的量為（5b-1）mol；反應后生成偏鋁酸鈉（1-4b）mol，則生成水的物質的量為2（1-4b）mol，根據氯原子守恒，生成氯化鈉的物質的量為3bmol，則反應后生成產物的總物質的量為：（5b-1）mol+（1-4b）mol+2（1-4b）mol+3bmol=（2-4b）mol，
故答案為：

4

5

≤a≤

3

4

；5b-1；2-4b；
④7.8g Al（OH）₃為：

7.8g

78g/mol

=0.1mol，當氫氧化鈉不足，AlCl₃過量時，則a=3n（Al（OH）₃）=0.3mol；
當NaOH過量時：根據③可知，生成氫氧化鋁沉淀的物質的量為：5b-1=0.1，
解得：b=0.22，
則：a=1-b=1-0.22=0.78，
故答案為：0.3mol；0.78mol．

點評：本題考查了有關范圍討論的計算，題目難度較大，正確書寫反應方程式、明確反應物過量時對應產物為解答關鍵，注意掌握有關范圍討論的化學計算方法，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學計算能力．