题目内容
为了测定一定质量的铜铝混合物中铜的质量分数，某化学课外活动小组设计了如下两个方案：
方案Ⅰ：铜铝混合物
测定生成气体的体积
方案Ⅱ：铜铝混合物
测定剩余固体的质量
回答下列问题：
（1）小组成员一致认为两个方案都可行，你认为在实验室中选择方案 更便于实施．
（2）小组成员一致认为两个方案中可供选择的溶液A和B有很多，你认为在两个方案中溶液A可能是 ，B可能是 ．（填编号）
a．稀盐酸 b．氢氧化钠溶液 c．硫酸铜溶液
（3）小组成员为探究Cu2+、Al3+在溶液中是否可以依次转化为沉淀而析出，设计了如下实验：向含有0.01molHNO3、0.001molCu（NO3）2、0.045molAl（NO3）3的溶液中逐滴加入一定浓度的NH3H2O溶液，使混合溶液的PH值不断升高，当加至溶液的体积为45mL时Al3+开始反应生成成沉淀，当加至溶液的体积为50mL时Cu2+开始反应生成沉淀．（不考虑溶液的体积变化）
【查阅资料】：常温下Ksp[Al（OH）3]=1.0×10-33mol?L-4，Ksp[Cu（OH）2]=2.0×10-20mol?L-3．
①Al（OH）3开始析出时溶液的PH值？
②若溶液中离子的浓度约为1.0×10-5mol?L-时可视为沉淀完全，则当Al（OH）3沉淀完全时，Cu（OH）2是否析出？
方案Ⅰ：铜铝混合物
| 足量溶液A |
| 充分反应 |
方案Ⅱ：铜铝混合物
| 足量溶液B |
| 充分反应 |
回答下列问题：
（1）小组成员一致认为两个方案都可行，你认为在实验室中选择方案
（2）小组成员一致认为两个方案中可供选择的溶液A和B有很多，你认为在两个方案中溶液A可能是
a．稀盐酸 b．氢氧化钠溶液 c．硫酸铜溶液
（3）小组成员为探究Cu2+、Al3+在溶液中是否可以依次转化为沉淀而析出，设计了如下实验：向含有0.01molHNO3、0.001molCu（NO3）2、0.045molAl（NO3）3的溶液中逐滴加入一定浓度的NH3H2O溶液，使混合溶液的PH值不断升高，当加至溶液的体积为45mL时Al3+开始反应生成成沉淀，当加至溶液的体积为50mL时Cu2+开始反应生成沉淀．（不考虑溶液的体积变化）
【查阅资料】：常温下Ksp[Al（OH）3]=1.0×10-33mol?L-4，Ksp[Cu（OH）2]=2.0×10-20mol?L-3．
①Al（OH）3开始析出时溶液的PH值？
②若溶液中离子的浓度约为1.0×10-5mol?L-时可视为沉淀完全，则当Al（OH）3沉淀完全时，Cu（OH）2是否析出？
考点：探究物质的组成或测量物质的含量
专题：实验探究和数据处理题
分析：（1）测固体质量比测气体体积易进行；
（2）因铝具有两性，而铜不能与碱、无氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠时，都与铝反应；
（3）依据氢氧化铝饱和溶液中溶度积常数计算氢氧化铝开始沉淀溶液中的氢离子浓度计算，依据完全沉淀得到c（Al3+）为1×10-5 mol?L-1，计算c（OH-），利用Cu（OH）2的溶度积Ksp=8.0×10-38判断是否有沉淀形成．
（2）因铝具有两性，而铜不能与碱、无氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠时，都与铝反应；
（3）依据氢氧化铝饱和溶液中溶度积常数计算氢氧化铝开始沉淀溶液中的氢离子浓度计算，依据完全沉淀得到c（Al3+）为1×10-5 mol?L-1，计算c（OH-），利用Cu（OH）2的溶度积Ksp=8.0×10-38判断是否有沉淀形成．
解答：
解：（1）体积的测量是有一定难度的，要依据外界条件，而质量是很容易准确测定的，故方案Ⅱ更容易实施，故答案为：Ⅱ；
（2）因铝具有两性，而铜不能与碱、无氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠时，都与铝反应，故答案为：a或b；a或b；
（3）①Al（OH）3的溶度积Ksp=1.0×10-33，当铝离子开始沉淀时浓度为：液中CuSO4的浓度为
=1mol/L，
依据溶度积常数c（Al3+）×c3（OH-）=1.0×10-33，c3（OH-）=
=10-33；
得到c（OH-）=10-11mol/L，
依据水溶液中的离子积c（H+）×c（OH-）=10-14；c（H+）=10-3mol/L，溶液pH=3，
则Al（OH）3开始沉淀时溶液的pH为3；
答：Al（OH）3开始析出时溶液的pH值为3；
②残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol?L-1时就认为沉淀完全，Al（OH）3的溶度积Ksp=1.0×10-33，c（Al3+）×c3（OH-）=1.0×10-33，c3（OH-）=
=10-28，得到c（OH-）=
×10-9mol/L，c（Cu2+）=
=0.02mol/L，
c（Cu2+）×c2（OH-）=0.02×（
×10-9）2=2×（
）2×10-20＜2.0×10-20，故无沉淀析出，
答：当Al（OH）3沉淀完全时，无Cu（OH）2沉淀形成．
（2）因铝具有两性，而铜不能与碱、无氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠时，都与铝反应，故答案为：a或b；a或b；
（3）①Al（OH）3的溶度积Ksp=1.0×10-33，当铝离子开始沉淀时浓度为：液中CuSO4的浓度为
| 0.045mol |
| 0.045L |
依据溶度积常数c（Al3+）×c3（OH-）=1.0×10-33，c3（OH-）=
| 1.0×10-33 |
| 1 |
得到c（OH-）=10-11mol/L，
依据水溶液中的离子积c（H+）×c（OH-）=10-14；c（H+）=10-3mol/L，溶液pH=3，
则Al（OH）3开始沉淀时溶液的pH为3；
答：Al（OH）3开始析出时溶液的pH值为3；
②残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol?L-1时就认为沉淀完全，Al（OH）3的溶度积Ksp=1.0×10-33，c（Al3+）×c3（OH-）=1.0×10-33，c3（OH-）=
| 1.0×10-33 |
| 10-5 |
| 3 | 0.1 |
| 0.001mol |
| 0.05L |
c（Cu2+）×c2（OH-）=0.02×（
| 3 | 0.1 |
| 3 | 0.1 |
答：当Al（OH）3沉淀完全时，无Cu（OH）2沉淀形成．
点评：本题考查了实验方案的评价及沉淀溶解平衡的计算，中等难度，注意利用溶度积来判断沉淀的生成或溶解．
练习册系列答案
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