Question

5．向100mLBaCl₂、AlCl₃和FeCl₃的混合溶液A中，逐滴加入Na₂SO₄和NaOH的混合溶液B，产生的沉淀的物质的量（n）和加入溶液B的体积（V）关系如图．

（1）当加入B溶液110mL时，溶液中的沉淀为（化学式）Fe（OH）₃、BaSO₄
（2）溶液B中Na₂SO₄与NaOH的物质的量浓度之比1：1，从90mL至100 mL之间加入10mL B溶液时发生的离子反应方程式Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
（3）将A、B溶液中各溶质的物质的量浓度填入下表

溶质	Na2SO4	BaCl2	FeCl3
C（mol/L）

Answer 1

分析 图中第一段曲线生成的沉淀为BaSO₄、Fe（OH）₃和Al（OH）₃，且加入B溶液90mL时，Fe³⁺、Al³⁺恰好沉淀完全；
图中第二段曲线为平行直线，沉淀总物质的量没有增减，故这段是由Al（OH）₃的溶解和BaSO₄的继续生成所引起，且溶解的Al（OH）₃的物质的量和生成的BaSO₄的物质的量相等，加入B溶液100mL时，Ba²⁺恰好沉淀完全；
图中第三段曲线，Al（OH）₃继续溶解，B为110mL时，沉淀中Al（OH）₃已完全溶解；
图中第四段曲线，沉淀为Fe（OH）₃、BaSO₄共1.1mol，据此进行解答．

解答 解：第一段曲线生成的沉淀为BaSO₄、Fe（OH）₃和Al（OH）₃，且加入B溶液90mL时，Fe³⁺、Al³⁺恰好沉淀完全；
第二段曲线为平行直线，沉淀总物质的量没有增减，故这段是由Al（OH）₃的溶解和BaSO₄的继续生成所引起，且溶解的Al（OH）₃的物质的量和生成的BaSO₄的物质的量相等，加入B溶液100mL时，Ba²⁺恰好沉淀完全；
第三段曲线，加入B溶液100mL时，Ba²⁺恰好沉淀完全，这段中Al（OH）₃继续溶解，B为110mL时，沉淀中Al（OH）₃已完全溶解；第四段曲线，沉淀为Fe（OH）₃、BaSO₄共1.1mol．
（1）上述分析可知，加入110mLB溶液时，剩余的沉淀为Fe（OH）₃、BaSO₄的混合物，
故答案为：Fe（OH）₃、BaSO₄；
（2）加入B溶液100mL时，Ba²⁺恰好沉淀完全，100～110mL这段中Al（OH）₃继续溶解，溶解了0.01molAl（OH）₃，消耗了10mLB溶液，故c（NaOH）=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L；加入的90mLB溶液中含有氢氧根离子的物质的量为：1mol/L×0.09L=0.09mol，生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀的物质的量为：0.09mol×$\frac{1}{3}$=0.3mol，生成BaSO₄沉淀的物质的量为：0.12mol-0.03mol=0.09mol，故c（Na₂SO₄）=$\frac{0.09mol}{0.09L}$=1mol/L，所以B溶液中Na₂SO₄和NaOH的物质的量浓度之比为1：1；
从90mL至100 mL之间加入10mL B溶液时发生的离子反应方程式：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：1：1；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）由（2）计算可知，c（Na₂SO₄）=1mol/L，
加入100mLB溶液时Ba²⁺完全沉淀，则n（BaCl₂）=n（Na₂SO₄）=0.1L×1mol/L=0.1mol，故c（BaCl₂）=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，
90-110mLB溶液时氢氧化铝完全溶解，消耗了20mL氢氧化钠溶液，参加反应的氢氧根离子的物质的量为：1mol/L×0.02L=0.02mol，根据反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，加入90mLB溶液生成生成Al（OH）₃为0.02mol，故生成Fe（OH）₃的物质的量为0.03mol-0.02mol=0.01mol，则FeCl₃的物质的量为0.01mol，其浓度为：$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，
故答案为：

溶质	Na2SO4	BaCl2	FeCl3
C（mol/L）	1	1	0.1

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点评 本题考查混合物有关计算，关键是根据图象正确判断各阶段发生的反应，侧重等于学生的分析推理与计算能力的考查，题目难度较大．