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【题目】将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合,得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等,则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是
①1∶3 ②2∶3 ③1∶4 ④2∶7 ⑤任意比
A.①④B.⑤C.②③D.②④
【答案】D
【解析】
将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合,得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等,沉淀为Al(OH)3,溶液中的铝可能为AlCl3或NaAlO2,可分别发生:Al3++3OH-═Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,结合反应的离子方程式分为两种情况讨论计算。
设AlCl3和NaOH的浓度分别为c1和c2,相同体积为V;
若NaOH过量,生成NaAlO2,此时参加反应的AlCl3的物质的量是c1Vmol,NaOH是3c1Vmol,生成c1V mol 的Al(OH)3;
又因为得到的沉淀物中铝元素的质量和溶液中铝元素的质量相等,则说明第一步反应完后,生成的Al(OH)3有一半(c1V)发生Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,所以可求的NaOH的物质的量为:3c1V+0.5c1V=3.5c1V=c2V,所以c1:c2=2:7;
当氯化铝过量时,氢氧化钠不足,生成氢氧化铝白色沉淀发生反应:Al3++3OH-═Al(OH)3↓,设反应掉的铝离子物质的量为x,得到的沉淀物中铝元素的质量和溶液中铝元素的质量相等,则c1V-x=x,所以x=0.5c1V,消耗氢氧化钠3x,即1.5c1Vmol,所以1.5c1V=c2V,所以此时c1:c2=2:3;
故②④正确,故答案为D。
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