Question

6．将1.05g由铝和过氧化钠的混合物放入一量的水中，充分反应后固体无剩余．再向其中慢慢滴加50mL 1mo1/L的盐酸，可恰好使反应过程中产生的沉淀溶解．
（1）要使混合物溶于水无剩余，则n（Al） 与 n（Na₂O₂）的关系须满足2n（Al）≤n（Na₂O₂）；
（2）写出沉淀溶解的离子方程式：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（3）求原混合物中铝、过氧化钠的质量；
（4）求滴加盐酸过程中开始出现沉淀时盐酸的体积．

Answer 1

分析 （1）根据反应方程式找出使混合物溶于水无剩余，则n（Al） 与 n（Na₂O₂）的关系；
（2）氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水；
（3）Al与Na₂O₂在水中发生的反应分别为2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑和2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，加入盐酸后又发生了反应NaOH+HCl═NaCl+H₂O、NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl、Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O，可得反应的关系式：Al～NaAlO₂～Al（OH）₃～AlCl₃～3HCl，Na₂O₂～2NaOH～2NaCl～2HCl，根据反应的关系式来列式计算；
（4）开始生成沉淀时，原溶液中的氢氧化钠恰好被盐酸中和，根据（3）得出剩余氢氧化钠的物质的量，再计算出消耗盐酸的体积．

解答 解：（1）Al与Na₂O₂在水中发生的反应分别为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，要使混合物溶于水无剩余，则n（Al） 与 n（Na₂O₂）的关系须满足，则铝的物质的量必须≤钠离子的物质的量，即：2n（Al）≤n（Na₂O₂），
故答案为：2n（Al）≤n（Na₂O₂）；      
（2）生成的沉淀为氢氧化铝，氢氧化铝能够溶于盐酸，反应的离子方程式为：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（3）Al与Na₂O₂在水中发生的反应分别为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
加入盐酸后又发生了反应：NaOH+HCl═NaCl+H₂O、NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl、Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O，
最后所得溶液中的溶质是NaCl和AlCl₃，
综合上述五个化学方程式可得如下关系式：Al～NaAlO₂～Al（OH）₃～AlCl₃～3HCl，Na₂O₂～2NaOH～2NaCl～2HCl，
设原混合物中xmolAl，有ymolNa₂O₂，则依关系式
 Al～3HCl         Na₂O₂～2HCl
x     3x           y     2y
结合题给数据可建立等式：27x+78y=1.05 ①、3x+2y=1×50×10^-3 ②，
联立①②两式解得：x=y=0.01mol，
则Al的质量为：0.01mol×27×g/mol=0.27g，Na₂O₂的质量为：0.01mol×78g/mol=0.78g，
答：原混合物中A 的质量为0.27g，Na₂O₂的质量为0.78g；
（4）开始出现沉淀时，原溶液中剩余的氢氧化钠恰好被盐酸中和，根据（3）可知，0.01mol过氧化钠完全反应生成0.02molNaOH，而0.01mol铝消耗0.01molNaOH，故反应后剩余0.01molNaOH，中和0.01molNaOH需要消耗0.01molHCl，则消耗1mo1/L的盐酸的体积为：V（HCl）=$\frac{0.01mol}{1mol/L}$=0.01L=10mL，
答：滴加盐酸过程中开始出现沉淀时盐酸的体积为10mL．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应原理为解答关键，试题知识点较多，充分考查了学生的分析能力及化学计算能力，注意掌握关系式法在化学计算中的应用．