Question

2．将5.1g的氧化铝溶于一定浓度的500mL的盐酸中，充分反应后，再逐滴加入0.5mol/L的氢氧化钠溶液，反应过程中生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示，试计算：
（1）最大沉淀的质量．
（2）沉淀最大时耗用多少毫升氢氧化钠溶液？
（3）当沉淀从最大值到恰好完全消失时，耗用多少毫升的氢氧化钠溶液？
（4）原盐酸溶液的物质的量浓度是多少？

Answer 1

分析 从图中能得到的信息：盐酸溶解铝是过量的，所以加入氢氧化钠以后先中和过量的盐酸，然后才与铝离子沉淀；至氢氧化铝完全沉淀后，再溶解成NaAlO₂，由此分析解答．

解答 解：（1）根据铝守恒可知：Al₂O₃ ～2Al（OH）₃
                                           102         2×78  
                                           5.1g            m
所以$\frac{102}{5.1g}=\frac{2×78}{m}$，解之得：m=7.8g，答：最大沉淀的质量为：7.8g；
（2）Al₂O₃～8NaOH～2AlO₂^-
         102           8
        5.1g          n（NaOH）
$\frac{102}{5.1}=\frac{8}{n（NaOH）}$解之得：n（NaOH）=0.4mol，
V（NaOH）=$\frac{0.4mol}{0.5mol/L}$=0.8L=800mL，其中沉淀铝占$\frac{3}{4}$，溶解铝占$\frac{1}{4}$，沉淀最大时消耗NaOH为V=240mL+800mL×$\frac{3}{4}$=840mL，答：沉淀最大时耗用840毫升氢氧化钠溶液；
（3）当沉淀从最大值到恰好完全消失时，耗用氢氧化钠溶液的体积为800mL×$\frac{1}{4}$=200mL，答：当沉淀从最大值到恰好完全消失时，耗用200mL的氢氧化钠溶液；
（4）最大沉淀时，溶液是单一溶质NaCl，此时n（HCl）=n（NaOH），c（HCl）=$\frac{840mL×1{0}^{-3}L/ml×0.5mol/L}{500mL×1{0}^{-3}L/mL}$=0.84mol/L，
答：盐酸溶液的物质的量浓度是0.84mol/L．

点评 本题是化学反应图象形式考查混合物计算，明确各解得发生的反应是关键，综合考查学生分析计算能力，注意利用守恒进行的解答，难度中等．