题目内容

20mL 2mol×L-1AlCl3溶液中,加入30mL烧碱溶液,充分反应后,得0.78g沉淀,求烧碱溶液的物质的量浓度是多少?

 

答案:
解析:

解:本题Al3+与强碱溶液反应形成Al(OH)3的计算类型:

                       Al3++3OH-=Al(OH)3

知Al3+和OH-,求Al(OH),a    b     ?

知Al3+和Al(OH)3,求OH-  a    ?   b

知OH-和Al(OH)3,求Al3+  ?   b    a

以上无论哪种类型,只要碱过量,都有多种解法。本题属第二种类型,解法如下:

(1)设Al3+过量(一般先求容易的Al3+过量的情况)。

Al3++3OH-══Al(OH)3

     3         78

30´10-3c       0.78    ∴ c=1mol×L-1

(2)设OH-过量。

解法一:a.设Al3+完全反应时消耗xmol NaOH,生成yg沉淀,则

Al3++3OH-=Al(OH)3

1    3    78    ∴ x=0.12mol

0.04  x    y

x=0.12mol  y=3.12g

b.溶解(3.12-0.78)g Al(OH)3消耗nmol NaOH

Al(OH)3  +   OH-=AlO2-+2H2O

78          1

(3.12-0.78)   n    ∴ n=0.03mol

c.NaOH溶液浓度:(0.12+0.03)/0.03mol×L-1=5mol×L-1

解法二:“起、变、后”

设NaOH溶液浓度为cmol.L-1

则  Al3+   +  3OH-=      Al(OH)3

起始0.04      0.03c(过量)  0

变化0.04      0.12         0.04

最后0      0.03c-0.12      0.04

∴ 0.04-(0.03c-0.12)=0.78/78  c=5mol×L-1

解法三:平行计算

设生成Al(OH)3xmol,生成AlO2-ymol,则

Al3++3OH-=Al(OH)3

x     3x    x

Al3++  4OH-=AlO2-+2H2O

y       4y

x=0.01    ①  ∴ x=0.01mol

x+y=0.04  ②  y=0.03mol

NaOH溶液浓度为(3´0.01+4´0.03)mol/0.03L=5mol×L-1

解法四:应用“起、变、后”推导出沉淀的公式

amol Al3+bmol OH-(过量)反应生成xmol沉淀,则

Al3++3OH-=Al(OH)3

a     b       0

a    3a       a

0    b-3a    a

x=a-(b-3a)=(4a-b)

即当碱过量时:

生成n(Al(OH)3)=[4n(Al3+)-n(OH-)]mol

所以本题也可直接代入公式求解:

0.78/78=4´0.04-0.03c

c=5mol×L-1

 


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