Question

8．已知氢氧化铝能溶解在过量的氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠（NaAlO₂）溶液，有关化学方程式为：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O．现有160.0g某无色溶液，可能含有盐酸、硫酸镁、硝酸钾、硫酸铜、氯化铝、碳酸钠中的一种或数种．取100.0g该溶液于烧杯中，往其中逐滴加入20.0%的NaOH溶液，产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的质量关系如图所示．
（1）推断在该溶液中一定存在的物质是氯化铝、硫酸镁，一定不存在的物质是盐酸、硫酸铜、碳酸钠．
（2）计算原溶液中一种溶质的质量分数．

Answer 1

分析 （1）该溶液为无色，说明一定不含硫酸铜；观察图象，当加入160g氢氧化钠溶液时沉淀质量达到最大，后来逐渐减小，根据题意：氢氧化铝和氢氧化钠可发生反应，说明该溶液中一定含有氯化铝；先生成氢氧化铝，后来氢氧化铝与氢氧化钠发生反应使沉淀减少，沉淀并未全部反应完，说明还含有其他沉淀；
而沉淀从原点开始，说明溶液中一定不含盐酸，因为盐酸可与生成的氢氧化铝发生反应；剩余物质中，硫酸镁可与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀，碳酸钠、硝酸钾不与氢氧化钠反应，故一定含有硫酸镁，碳酸钠和硫酸镁会结合生成微溶性的碳酸镁，故二者不能共存，所以溶液中一定不含碳酸钠，可能含有硝酸钾；
（2）由图象可知，当加入160g氢氧化钠溶液时沉淀质量达到最大，说明溶液中物质全部参加反应，后来沉淀减少，说明与氢氧化铝反应的氢氧化钠溶液为200g-160g=40g，据此计算生成氢氧化铝的质量，再由氢氧化钠与氯化铝反应的方程式计算氯化铝的质量．

解答 解：（1）该溶液为无色，说明一定不含硫酸铜；观察图象，当加入160g氢氧化钠溶液时沉淀质量达到最大，后来逐渐减小，根据题意：氢氧化铝和氢氧化钠可发生反应，说明该溶液中一定含有氯化铝；先生成氢氧化铝，后来氢氧化铝与氢氧化钠发生反应使沉淀减少，沉淀并未全部反应完，说明还含有其他沉淀；而沉淀从原点开始，说明溶液中一定不含盐酸，因为盐酸可与生成的氢氧化铝发生反应；剩余物质中，硫酸镁可与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀，碳酸钠、硝酸钾不与氢氧化钠反应，故一定含有硫酸镁，碳酸钠和硫酸镁会结合生成微溶性的碳酸镁，故二者不能共存，所以溶液中一定不含碳酸钠，可能含有硝酸钾；
（2）由图象可知，当加入160g氢氧化钠溶液时沉淀质量达到最大，说明溶液中物质全部参加反应，后来沉淀减少，说明与氢氧化铝反应的氢氧化钠溶液为200g-160g=40g
设生成氢氧化铝的质量为x
Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
 78       40
 x      40g×20%    
$\frac{78}{x}=\frac{40}{40g×20%}$
  x=15.6g
设生成15.6g氢氧化铝需氯化铝的质量为y
AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl
133.5          78
  y           7.8g  
$\frac{133.5}{y}=\frac{78}{7.8g}$
     y=26.7g
原溶液中氯化铝的质量分数为：$\frac{26.7g}{100.0g}$×100%=26.7%
故答案为：（1）氯化铝、硫酸镁；盐酸、硫酸铜、碳酸钠；
（2）原溶液中氯化铝的质量分数为26.7%．

点评 在解此类题时，首先要分析题中图象各个转折点表示的含义，然后根据题中所给的数据和反应方程式列出关系式进行分析解答，了解物质的性质才能正确分析和推断溶液中所含的物质，本题能很好的考查学生依据所学知识分析解决问题的能力．