Question

在硫酸铝、硫酸钾和明矾的混合溶液中，硫酸根离子的浓度0.2mol/L，加入等体积的0.2mol/L KOH溶液（混合后溶液体积变化忽略不计），使反应生成的白色沉淀恰好完全溶解，则最后混合溶液中，钾离子约为多少mol/L？为什么？

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：硫酸铝、硫酸钾和明矾的混合溶液实际为硫酸铝、硫酸钾的混合溶液；加入与SO₄^2-等体积、等浓度的KOH溶液时，生成的沉淀恰好完全溶解，发生总反应为：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根据方程式可知，原溶液中c（Al³⁺）=

1

4

c（OH^-），根据溶液呈电中性可知，原混合溶液中3c（Al³⁺）+c（K⁺）=2c（SO₄²），据此计算原溶液中K⁺离子的浓度，溶液中钾离子包括KOH含有的与原溶液中的钾离子，设溶液体积都是1L，根据n=cV计算混合后溶液中n（K⁺），进而计算混合后K⁺的浓度．

解答： 解：加入与SO₄^2-等体积、等浓度的KOH溶液时，生成的沉淀恰好完全溶解，发生反应为：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
根据方程式可知，铝离子的物质的量为：n（Al³⁺）=

1

4

n（OH^-），
所以原溶液中：c（Al³⁺）=

1

4

c（OH^-）=

1

4

×0.2mol/L=0.05mol/L，
根据溶液呈电中性可知，原混合溶液中：3c（Al³⁺）+c（K⁺）=2c（SO₄^2-），
所以原溶液中：c（K⁺）=2c（SO₄^2-）-3c（Al³⁺）=2×0.2mol/L-3×0.05mol/L=0.25mol/L，
设合溶液与氢氧化钾溶液的体积都是1L，则混合后溶液中n（K⁺）=1L×（0.25mol/L+0.2mol/L）=0.45mol，
所以反应后的溶液中K⁺的浓度为c（K⁺）=

0.45mol

1L+1L

=0.225mol/L，
答：最后混合溶液中，钾离子物质的量浓度为0.225mol/L．

点评：本题考查了有关混合物的计算，题目难度中等，根据电荷守恒计算原混合溶液中钾离子浓度是关键，注意掌握有关混合物反应的计算方法与技巧．