题目内容

4.向100mLBaCl2、AlCl3和FeCl3的混合溶液A中,逐滴加入Na2SO4和NaOH的混合溶液B,产生的沉淀的物质的量(n)和加入溶液B的体积(V)关系如图.
(1)当加入B溶液110mL时,溶液中的沉淀为(化学式)BaSO4、Fe(OH)3
(2)从90mL至100 mL之间加入10mL B溶液时发生的离子反应方程式Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,Ba2++SO42-=BaSO4
(3)将A、B溶液中各溶质的物质的量浓度填入下表
溶质Na2SO4NaOHBaCl2AlCl3FeCl3
C(mol/L)

分析 (1)图中第一段曲线生成的沉淀为BaSO4、Fe(OH)3和Al(OH)3,且加入B溶液90mL时,Fe3+、Al3+恰好沉淀完全.
(2)图中第二段曲线为平行直线,沉淀总物质的量没有增减,故这段是由Al(OH)3的溶解和BaSO4的继续生成所引起,且溶解的Al(OH)3的物质的量和生成的BaSO4的物质的量相等;
(3)图中第三段曲线中,加入B溶液100mL时,Ba2+恰好沉淀完全,这段中Al(OH)3继续溶解,B为110mL时,沉淀中Al(OH)3已完全溶解.
图中第四段曲线中,沉淀为Fe(OH)3、BaSO4共1.1mol.

解答 解:溶液中只有Fe3+被完全沉淀以后,Al3+才开始沉淀.
(1)图中第一段曲线生成的沉淀为BaSO4、Fe(OH)3和Al(OH)3,且加入B溶液90mL时,Fe3+、Al3+恰好沉淀,
故答案为:BaSO4、Fe(OH)3
(2)图中第二段曲线为平行直线,沉淀总物质的量没有增减,故这段是由Al(OH)3的溶解和BaSO4的继续生成所引起,且溶解的Al(OH)3的物质的量和生成的BaSO4的物质的量相等,反应为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,Ba2++SO42-=BaSO4↓,故加入的物质:n(NaOH)=n(Na2SO4);
故答案为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,Ba2++SO42-=BaSO4↓;
(3)图中第三段曲线中,加入B溶液100mL时,Ba2+恰好沉淀完全,这段中Al(OH)3继续溶解,B为110mL时,沉淀中Al(OH)3已完全溶解,溶解了(0.12-0.11)mol=0.01mol,消耗了10mLB溶液,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
                          0.01mol    0.01mol
故c(NaOH)=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L,则共加入Na2SO4为0.01mol,故c(Na2SO4)=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L,
而整个反应过程共生成BaSO4为0.1L×1mol/L=0.1(mol)故A溶液中c(Ba2+)=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L.
图中第四段曲线中,沉淀为Fe(OH)3、BaSO4共0.11mol,BaSO4为0.1mol,则Fe(OH)3为(0.11-0.1)mol=0.01mol,A中c(Fe3+)=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L;
第二、三段曲线共消耗B溶液20mL,n(NaOH)=1mol×0.02mol/L=0.02mol,据Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,则共溶解的Al(OH)3为0.02mol,则A中c(Al3+)=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol?L-1,则

溶质Na2SO4NaOHBaCl2AlCl3FeCl3
C(mol/L)1110.20.1
故答案为:
溶质Na2SO4NaOHBaCl2AlCl3FeCl3
C(mol/L)1110.20.1

点评 本题考查离子方程式的有关计算,题目难度较大,注意根据图象正确判断各阶段的离子反应,结合各阶段的各种物质的量进行计算.

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