Question

20．室温下，往0.2mol•L^-1 Al₂（SO₄）₃溶液中逐滴加入1.0mol•L^-1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图所示．

（1）a点溶液呈酸性的原因是（用离子方程式表示）Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（2）a→b段，溶液pH增大，Al³⁺ 浓度减小（填“增大”“减小”或“不变”）；
（3）c→d时，Al元素的主要存在形式是Al（OH）₃（填化学式）；
（4）根据图中数据计算，Al（OH）₃ 的K_sp=4×10^-28．

Answer 1

分析 （1）a点时为硫酸铝溶液，铝离子部分水解，溶液显示酸性；
（2）a-b段，发生反应：H⁺+OH^-═H₂O，b-c段溶液的pH变化不大，主要发生反应：Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，由此分析解答；
（3）cd段铝离子完全转化成氢氧化铝沉淀；
（4）根据b点溶液pH=5计算出氢氧根离子浓度，此时开始生成氢氧化铝沉淀，铝离子浓度约为0.4mol/L，据此计算出氢氧化铝的溶度积．

解答 解：（1）硫酸铝为强酸弱碱盐，铝离子部分水解溶液显酸性，水解离子反应为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（2）a-b段，发生反应：H⁺+OH^-═H₂O，b-c段溶液的pH变化不大，主要发生反应：Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，则加入的OH^-主要用于生成Al（OH）₃沉淀，所以Al³⁺ 浓度减小，故答案为：减小；
（3）c-d段溶液pH变化较大，此时铝离子完全转化成氢氧化铝沉淀；d-e段溶液pH变化不大，Al（OH）₃沉淀开始溶解生成NaAlO₂，e点后氢氧化铝完全溶解，根据以上分析可知，则c→d时，A1元素的主要存在形式为：Al（OH）₃，故答案为：Al（OH）₃；
（4）b点时溶液的pH=5，此时开始生成氢氧化铝沉淀，b点时铝离子浓度为：0.2mol/L×2=0.4mol/L，氢氧根离子浓度为：1×10^-9mol/L，则氢氧化铝的溶度积为：K_SP≈0.4×（1×10^-9）³=4×10^-28，
故答案为：4×10^-28．

点评 本题考查了有硫酸铝与氢氧化钠反应，结合图象综合应用、难溶物溶度积的计算，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生灵活应用基础知识的能力．