Question

16．如图为向100mL 2mol/L AlCl₃溶液中加入2mol/L NaOH溶液过程中，产生Al（OH）₃白色沉淀的质量与NaOH的物质的量之间的关系曲线．试回答：
（1）A点时已参加反应的AlCl₃和NaOH的物质的量之比为1：3．
（2）AB段曲线所表示的反应的离子方程式是Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（3）B点对应溶液中存在的物质的量浓度最大的离子是Na⁺（填离子符号）；若向B点对应溶液中通入二氧化碳气体，可见到的现象是生成白色沉淀．
（4）当该AlCl₃溶液中产生7.8g沉淀时，消耗2mol/L NaOH溶液的体积可能是多少？（写计算过程）

Answer 1

分析 （1）一定量AlCl₃溶液中加入NaOH溶液后，随氢氧化钠溶液的加入，先生成氢氧化铝沉淀，发生：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，依据化学方程式的定量关系计算得到；
（2）AB段是氢氧化铝沉淀溶解的过程，反应生成偏铝酸钠和水；
（3）B处溶液为NaAlO₂、NaCl，以此可判断离子的物质的量浓度；向B处生成的溶液中通入二氧化碳，可发生反应2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（4）100mL2mol/L的AlCl₃溶液完全反应生成氢氧化铝沉淀，应为0.2mol，即15.6g，若碱不足，只发生Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓；若碱与铝离子的物质的量之比大于3：1，小于4：1，发生Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，据此讨论计算．

解答 解：（1）由图象可知，A点是氯化铝和氢氧化钠反应生成氢氧化铝和氯化钠的反应，反应的化学方程式为：AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl，A点时已参加反应的AlCl₃和NaOH的物质的量之比为1：3，
故答案为：3；
（2）AB段是氢氧化铝沉淀溶解的过程，反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（3）B处溶液为NaAlO₂、NaCl，可知离子的物质的量浓度最大的为Na⁺，向B处生成的溶液中通入二氧化碳，可发生反应2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，反应生成白色沉淀，故答案为：Na⁺；生成白色沉淀；
（4）100mL2mol/L的AlCl₃溶液完全反应生成氢氧化铝沉淀，应为0.2mol，即15.6g，
沉淀的质量是7.8g，其物质的量为$\frac{7.8g}{78g/mol}$=0.1mol，
①若碱不足，由Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓可知，
NaOH的物质的量为0.1mol×3=0.3mol，NaOH溶液的体积为$\frac{0.3mol}{2mol/L}$=0.15L=150mL；
②碱与铝离子的物质的量之比大于3：1，小于4：1，
则由 Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
  0.2mol 0.6mol 0.2mol
       Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O
（0.2-0.1）mol 0.1mol
则消耗的碱的物质的量为0.6mol+0.1mol=0.7mol，NaOH溶液的体积为$\frac{0.7mol}{2mol/L}$=0.35L=350mL，
答：消耗2mol/L NaOH溶液的体积可能是150mL或350mL．

点评 本题考查了铝及其化合物性质及计算，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，明确碱的量的多少对反应的影响及发生的化学反应是解答本题的关键，题目难度不大．