Question

14．向100mLBaCl₂、AlCl₃、FeCl₃ 的混合溶液A中逐滴加入Na₂SO₄和NaOH的混合溶液B，产生沉淀的物质的量n和加入溶液B的体积关系如图所示：
（1）当加入110mLB溶液时，溶液中的沉淀是BaSO₄、Fe（OH）₃（填化学式）．
（2）溶液B中Na₂SO₄和NaOH的物质的量浓度之比是1：1．当B溶液加到90mL～100mL这一段时间中，所发生的离子反应方程式是Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
（3）将A、B溶液中各溶质的物质的量浓度（c）填入下表中．

溶质	Na2SO4	NaOH	BaCl2	AlCl3	FeCl3
c/mol•L-1

Answer 1

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；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；
（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，当加入110mLB溶液时，溶液中的沉淀是BaSO₄、Fe（OH）₃，
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，据Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，故加入的物质：n（NaOH）=n（Na₂SO₄）；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⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
故答案为：1：1；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Ba²⁺+SO₄^2-=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．故答案为：

溶质	Na2SO4	NaOH	BaCl2	AlCl3	FeCl3
c/mol•L-1	1	1	1	0.2	0.1

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．