Question

19．向a L物质的量浓度为c₁ mol/L的明矾溶液中逐滴加入b L物质的量浓度为c₂ mol/L的Ba（OH）₂溶液时，当b满足b=$\frac{3a{c}_{1}}{2{c}_{2}}$时，沉淀的总物质的量为最大值；当a=b=0.5，c₁=2，c₂=3.6时，生成沉淀的质量为450.6gg．

Answer 1

分析 把明矾溶液中Al³⁺恰好沉淀完全时，生成沉淀的总的物质的量最大，即发生2KAl（SO₄）₂+3Ba（OH）₂═K₂SO₄+3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓，
当a=b=0.5，c₁=2，c₂=3.6时，n（明矾）=0.5L×2mol/L=1mol，n（氢氧化钡）=0.5L×3.6mol/L=1.8mol；
根据反应方程式2KAl（SO₄）₂+3Ba（OH）₂═K₂SO₄+3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓，K₂SO₄+2Al（OH）₃+Ba（OH）₂═2KAlO₂+BaSO₄↓+4H₂O　分析计算．

解答 解：由方程式2KAl（SO₄）₂+3Ba（OH）₂═K₂SO₄+3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓知，把明矾溶液中Al³⁺恰好沉淀完全时，生成沉淀的总的物质的量最大，
则$\frac{2}{a×{c}_{1}}=\frac{3}{b×{c}_{2}}$，解得b=$\frac{3a{c}_{1}}{2{c}_{2}}$L；
当a=b=0.5，c₁=2，c₂=3.6时，n（明矾）=0.5L×2mol/L=1mol，n（氢氧化钡）=0.5L×3.6mol/L=1.8mol；
由方程式2KAl（SO₄）₂+3Ba（OH）₂═K₂SO₄+3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓知，当加入了1.5 mol Ba（OH）₂时，生成沉淀的物质的量为1.5 mol+1 mol=2.5 mol，质量为1.5 mol×233 g/mol+1 mol×78 g/mol=427.5 g；
由方程式K₂SO₄+2Al（OH）₃+Ba（OH）₂═2KAlO₂+BaSO₄↓+4H₂O　知，当继续滴加0.3 mol Ba（OH）₂时，Al（OH）₃沉淀的物质的量将减少0.3 mol×2=0.6 mol，BaSO₄沉淀的物质的量增大0.3mol，沉淀的质量增加0.3 mol×233 g/mol-78 g/mol×0.6mol=23.1g，所以沉淀的总质量为427.5 g+23.1g=450.6g；
故答案为：b=$\frac{3a{c}_{1}}{2{c}_{2}}$；450.6g．

点评 本题考查了有关方程式的计算，硫酸铝钾和氢氧化钡反应有两种沉淀同时发生，要注意氢氧化铝能转化为可溶性的偏铝酸根离子，题中计算生成沉淀的物质的量和质量最大时b满足条件，结合方程式进行分析解答，难度较大．