Question

4．向20mLAlCl₃溶液中滴入2mol•L^-1NaOH溶液时，沉淀质量与所滴加NaOH溶液体积（mL）关系如图所示：
（1）图中所示的AB段所发生的反应的离子方程式为：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；
（2）AlCl₃溶液的物质的量浓度为0.5mol/L；
（3）假设溶液中有Al（OH）₃沉淀0.39g，则此时用去NaOH溶液的体积为7.5 mL或17.5 mL（写出计算过程）

Answer 1

分析 向20mLAlCl₃溶液中滴入2mol•L^-1NaOH溶液，由图可知，OA发生AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl，AB发生Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，最多生成沉淀质量为7.8g，根据铝的守恒可求出AlCl₃的物质的量和物质的量浓度；溶液中有Al（OH）₃沉淀0.39g，有两种可能，碱不足或碱过量，以此计算解答．

解答 解：（1）AB段所发生的反应的离子方程式为Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，故答案为：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；
（2）在A点时，溶液中的AlCl₃沉淀完全，得到0.78gAl（OH）₃沉淀，n_{（Al（OH）3）}$\frac{0.78g}{78g/mol}$=0.01mol，根据铝原子的守恒可知：AlCl₃～Al（OH）₃，
故AlCl₃的物质的量n=0.01mol，则AlCl₃的物质的量浓度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.01mol}{0.02L}$=0.5mol/L，故答案为：0.5mol/L；
（3）由图象分析知，当沉淀的质量为最大值的一半时，对应的氢氧化钠的体积有两个，一个是氢氧化钠不足量生成0.39g沉淀所用的体积，一个是有部分沉淀溶解所需氢氧化钠的体积．
①碱不足时，设生成0.39g沉淀需氢氧化钠的体积为xL，
AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl
      3mol   78g
  2mol/L×xL 0.39g
x=0.0075，
则氢氧化钠的体积为7.5mL；
②部分沉淀溶解时设生成0.39g沉淀所需氢氧化钠的体积为yL；
AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl
      3mol    78g
  2mol/L×yL  0.78g
 y=0.015
即15mL；
设有0.39g溶解所需氢氧化钠的体积为zL，
Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
78g       1mol
0.39g 2mol/L×z L
z=0.0025
即2.5mL
所以当有0.39g沉淀生成时消耗氢氧化钠的体积为15mL+2.5mL=17.5 mL，
故答案为：7.5 mL；17.5 mL．

点评 本题考查化学反应的计算，为高频考点，把握反应与图象的对应关系为解答的关键，注意氢氧化铝的两性，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．