题目内容

如图是向盛有0.2 mol/L50ml明矾溶液中,慢慢加入0.1mol/L  Ba(OH)2溶液,生成沉淀的质量随着加入Ba(OH)2 溶液的体积变化图象,当产生的沉淀量最大时(即B点)改为加入0.5mol/L的HCl,沉淀量又发生变化(虚线部分).

(1)写出OA、AB、BC、CD四点发生的化学方程式.
 
                                                   
(2)计算A、B、C、D点加入氢氧化钡溶液和盐酸的体积及对应沉淀的质量,HCl并填入下表:
 
 ABCD
V[Ba(OH)2 (aq)]/ml    
V[HCl(aq)]/ml    
M沉淀/g    
考点:难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题:
分析:向明矾溶液中加入氢氧化钡溶液时,反应方程式依次为:OA段:2KAl(SO42+3Ba(OH)2=K2SO4+BaSO4↓+2Al(OH)3↓,AB段:K2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2KOH,和2Al(OH)3+Ba(OH)2=Ba[Al(OH)4]2,B点后再加入盐酸反应方程式依次为,BC段:Ba[Al(OH)4]2+2HCl=2Al(OH)3↓+BaCl2+2H2O和KOH+HCl=KCl+H2O,CD段:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,据此分析.
解答: 解:(1)向明矾溶液中加入氢氧化钡溶液时,反应方程式依次为:OA段:2KAl(SO42+3Ba(OH)2=K2SO4+BaSO4↓+2Al(OH)3↓,AB段:K2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2KOH,和2Al(OH)3+Ba(OH)2=Ba[Al(OH)4]2,B点后再加入盐酸反应方程式依次为,BC段:Ba[Al(OH)4]2+2HCl=2Al(OH)3↓+BaCl2+2H2O和KOH+HCl=KCl+H2O,CD段:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,
故答案为:OA段:K2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2KOH、2Al(OH)3+Ba(OH)2=Ba[Al(OH)4]2
AB段:K2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2KOH,和2Al(OH)3+Ba(OH)2=Ba[Al(OH)4]2
BC段:Ba[Al(OH)4]2+2HCl=2Al(OH)3↓+BaCl2+2H2O和KOH+HCl=KCl+H2O,
CD段:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O;
(2)A点:OA段反应为:2KAl(SO42+3Ba(OH)2=K2SO4+BaSO4↓+2Al(OH)3↓,0.2 mol/L50ml明矾溶液中有KAl(SO420.01mol,且Al完全沉淀,据反应方程式2KAl(SO42+3Ba(OH)2=K2SO4+BaSO4↓+2Al(OH)3↓可知,OA段生成氢氧化铝沉淀0.01mol,硫酸钡沉淀
3
4
×0.02mol=0.015mol,消耗Ba(OH)2物质的量为
3
2
×0.01mol=0.015mol,溶液体积为:
0.015mol
0.1mol/L
=0.15L,生成K2SO4物质的量为0.005mol,生成沉淀BaSO4和Al(OH)3的质量分别为:0.015mol×233g/mol=3.495g和0.01mol×78g/mol=0.78g,共4.275g;
B点:AB段反应为:K2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2KOH,和2Al(OH)3+Ba(OH)2=Ba[Al(OH)4]2,0.01molAl(OH)3生成Ba[Al(OH)4]2的物质的量为0.005mol,B点沉淀全部为BaSO4,其质量为0.02mol×233g/mol=4.66g,0.005molK2SO4和0.01molAl(OH)3共消耗Ba(OH)2的物质的量为0.005mol+
1
2
×0.01mol=0.01mol,溶液体积为
0.01mol
0.1mol/L
=0.1L;
C点:BC段反应方程式为:Ba[Al(OH)4]2+2HCl=2Al(OH)3↓+BaCl2+2H2O和KOH+HCl=KCl+H2O,0.005molBa[Al(OH)4]2生成Al(OH)3沉淀0.01mol,沉淀质量为0.01mol×78g/mol=0.78g,C点沉淀质量为:4.275g+0.78g=5.055g,0.005molBa[Al(OH)4]2和0.01molKOH共消耗HCl0.02mol,消耗盐酸体积为
0.02mol
0.5mol/L
=0.04L;
D点:CD段反应方程式为:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,0.01molAl(OH)3消耗盐酸0.03mol,
0.03mol
0.5mol/L
=0.06L,沉淀质量与B点相同为4.66g;
故答案为:
 ABCD
V[Ba(OH)2(aq)/mL150100  
V[HCl(aq)]/mL  4060
M沉淀/g4.2754.665.0554.66
点评:本题综合性较强,不仅需掌握硫酸钡是难溶于碱的盐,还需掌握氢氧化铝的两性,掌握怎样从图中获取信息,怎样利用有关数据进行计算.
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