题目内容
【题目】向 100mL BaCl2、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_____(填化学式,下同),溶液中的杂质是____________________。
(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______。
(3)将 A、B 溶液中各溶质的物质的量浓度填入下表
溶质 | Na2SO4 | NaOH | BaCl2 | AlCl3 | FeCl3 |
c(mol/L) | ___________ | ___________ | ___________ | ___________ | ___________ |
【答案】BaSO4、Fe(OH)3 NaAlO2 Ba2++SO42-=BaSO4;Al(OH)3 + OH-= AlO2-+ 2H2O 1 1 1 0.2 0.1
【解析】
根据图像进行分段分析;根据反应各段落发生的化学反应或离子反应分析解答。
(1)溶液中只有Fe3+被完全沉淀以后,Al3+才开始沉淀,
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,这段反应的离子方程式为Ba2++SO42-=BaSO4↓,Fe3++3OH-= Fe(OH)3↓,Al3++3OH-= Al(OH)3↓;
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,故加入的物质:n(NaOH)=n(Na2SO4),这段反应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,Ba2++SO42-=BaSO4↓;
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,所以此刻溶液中的沉淀只有BaSO4、Fe(OH)3,由于溶解了(0.12-0.11)mol=0.01mol Al(OH)3,所以溶液中此刻生成了NaAlO2杂质,故答案为为:BaSO4、Fe(OH)3 ,NaAlO2;
(2) 从 90mL 至 100 mL 之间加入 10mL B 溶液时,即为图中第二段曲线是平行线,这段反应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,Ba2++SO42-=BaSO4↓;故答案为:Ba2++SO42-=BaSO4;Al(OH)3 + OH-= AlO2-+ 2H2O ;
(3)从图像第三段曲线中可以看出,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0.01mol Al(OH)3,消耗了10mLB溶液,故c(NaOH)=1mol/L,则共加入Na2SO4为0.01mol,故c(Na2SO4)=1mol/L,而整个反应过程共生成BaSO4为0.01(mol),故A溶液中c(Ba2+)=1mol/L,即c(BaCl2)=1mol/L;
图中第四段曲线中,沉淀为Fe(OH)3、BaSO4共0.11mol,则Fe(OH)3为(0.11-0.1)=0.01mol,A中c(Fe3+)=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+)=
=0.2mol/L,故答案为:c(Na2SO4)=1mol/L,c(NaOH)=1mol/L ,c(BaCl2)=1mol/L,c(Al3+)=0.2mol/L ,c(Fe3+)=0
1mol/L。
