题目内容
【题目】现有100mL含Cu2+、Al3+、NH4+、H+、Cl-的溶液,向该溶液中逐滴加入5mol·L-1NaOH溶液,所加NaOH 溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下所示:
(1)B点的沉淀物的化学式为______________;
(2)原溶液中Cu2+的物质的量为______,原溶液中Cl-物质的量浓度为__________;
(3)原溶液的C(H+)=__________,x-y= _________;
(4)经过滤得到D点的沉淀物,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀是否洗涤干净的方法是____________________________________________________________________。
【答案】 Al(OH)3、Cu(OH)2 0.05mol 1.65mol/L 0.2mol/L 0.01mol 取少量最后一次的洗涤液于一洁净试管中,加稀HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,无白色沉淀出现,说明沉淀已经洗涤干净。
【解析】分析图象确定各线段对应的化学反应如下:OA段:①H++OH-=H2O,AB段:②Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓和③Al3++3OH-=Al(OH)3↓,BC段:④NH4++OH-=NH3·H2O,CD段:⑤Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。据此解析如下:
(1) B点的沉淀物的化学式为Al(OH)3和Cu(OH)2;
(2)在图象的CD段,溶解Al(OH)3沉淀消耗的NaOH溶液的体积为2mL,则n(NaOH)=0.002L×5mol/L=0.01mol,由反应⑤求得n(Al(OH)3)= n(Al3+)=0.01mol,再由反应③算出沉淀Al3+要消耗n(NaOH)= 0.03mol,而图像的AB段消耗氢氧化钠的总物质的量为n(NaOH)= 0.026L×5mol·L-1 =0.13mol,所以沉淀Cu2+需要消耗的n(NaOH)= 0.13mol-0.03mol= 0.10 mol,由反应②求得原溶液中n(Cu2+)= n(Cu(OH)2)= 0.05mol。由OA段反应①求得n(H+)= 0.004L×5mol·L-1= 0.02mol,由BC段反应④求得n(NH4+)= 0.003L×5mol·L-1= 0.015mol,根据溶液中电荷守恒可求得,n(Cl-)= n(H+)×1+ n(Cu2+)×2+ n(Al3+)×3+ n(NH4+)×1=0.165mol,则c(Cl-)=
(3) 由上述分析,原溶液中的C(H+)=又x点对应的是全部沉淀量,即n(Al(OH)3)+ n(Cu(OH)2)= 0.01mol+0.05mol=0.06mol,而y点对应的只有Cu(OH)2沉淀,n(Cu(OH)2)= 0.05mol,所以x-y=0.06mol-0.05mol=0.01mol。
(4)D点溶液中的溶质是NaCl,检验沉淀是否洗涤干净,只要在最后一次的洗涤液中检验没有Cl—,即证明沉淀洗涤干净了,因此取少量最后一次的洗涤液于一洁净试管中,加稀HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,无白色沉淀出现,说明沉淀已经洗涤干净。
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