Question

把一只表面被氧化成10.2g氧化铝的铝条A，放入1L 1.5mol/L的热氢氧化钠溶液中，过一段时间后取出铝条，溶液质量增加12.6克，此溶液称为甲溶液，体积仍为1L，再把另一只表面也氧化成一定量的氧化铝的铝条B，放入1L 0.9mol/L的硫酸溶液中，过一段时间取出，其质量减少25.8克，溶液质量增加25.2克，此溶液称为乙溶液，体积仍为1L，回答下列问题：
（1）甲溶液溶质是

 

（写化学式），其物质的量是

 

；
（2）乙溶液的溶质

 

（写化学式），其物质的量是

 

；
（3）将甲乙两溶液反应，若使滴加的量最小，产生沉淀最多，应将

 

溶液（填甲、乙）

 

 L 滴加到

 

溶液中（填甲、乙）．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物

专题：元素及其化合物

分析：（1）铝是活泼金属，在空气中易被氧化成氧化铝，浸入热NaOH溶液，Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，反应完后发生2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，根据相关数据判断是否有氢氧化钠剩余，由此可判别甲溶液溶质及其物质的量；
（2）把另一只表面也氧化成一定量的氧化铝放入1L 0.9mol/L的硫酸溶液中，首先发生Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O，然后发生2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，根据相关数据判断是否有硫酸剩余，由此可判别乙溶液溶质及其物质的量；
（3）甲溶液0.3molNaAlO₂、1.2molNaOH，乙溶液0.3molAl₂（SO₄）₃，将甲乙两溶液反应，发生Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄，Al₂（SO₄）₃+6NaAlO₂+12H₂O=8Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄，Al₂（SO₄）₃必过量，因此若使滴加的量最少，而产生的沉淀最多，应将乙溶液 部分滴到甲溶液中，才能产生最多沉淀；

解答： 解：（1）10.2gAl₂O₃，n=

m

M

=

10.2g

102g/mol

=0.1mol，n（NaOH）=C×V=1.5mol/L×1L=1.5mol，
浸入NaOH溶液，首先是Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，溶液质量增加10.2克，反应完后2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，溶液增加的质量为10.2克加上铝的质量减去生成的氢气的质量，设参加反应的铝为Xmol，所以：
Al₂O₃ +2NaOH=2NaAlO₂ +H₂O         2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
1        2       2                2     2        2        3
0.1mol  0.2mol  0.2mol            Xmol  Xmol     Xmol    1.5Xmol
溶液增重12.6克=10.2克+27g/mol×X-2g/mol×1.5Xmol    解得X=0.1mol，消耗的NaOH为0.3mol，
剩余1.2mol，所以甲溶液中溶质是0.3molNaAlO₂、1.2molNaOH，
故答案为：NaAlO₂和NaOH；0.3molNaAlO₂、1.2molNaOH；
（2）1L 0.9mol/L的硫酸溶液中，n（H₂SO₄）=C×V=0.9mol/L×1L=0.9mol，首先发生Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O，然后发生2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，质量减少25.8克为氧化铝的质量和溶解的铝的质量和，溶液的增重25.2克就是氧化铝的质量和溶解的铝的质量和减去氢气的质量，所以0.6g就是氢气的质量，n（H₂）=0.3mol，则：
2Al+3H₂SO₄ =Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，Al₂O₃ +3H₂SO₄ =Al₂（SO₄）₃ +3H₂O，
2        3      1          3               1         3      1           3              
0.2mol  0.3mol   0.1mol    0.3mol  

25.8g-0.2mol×27g/mol

102g/mol

0.6mol   0.2mol    0.6mol
所以共消耗去0.9mol硫酸，正好完全耗尽，溶液中溶质为，
故答案为：Al₂（SO₄）₃；0.3mol；
（3）甲溶液0.3molNaAlO₂、1.2molNaOH，乙溶液0.3molAl₂（SO₄）₃，两溶液混合Al₂（SO₄）₃过量，若使滴加的量最少，产生的沉淀最多，就得使乙中的硫酸铝和甲中的NaOH完全转化为氢氧化铝沉淀，
Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄ Al₂（SO₄）₃+6NaAlO₂+12H₂O=8Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄
1            6       2                   1            6              8
0.2mol     1.2mol   0.4mol               0.05mol     0.3mol        0.4mol   
最终还余0.05mol的Al₂（SO₄）₃，即余

1

6

L的乙溶液，得到0.8molAl（OH）₃，综上，将甲、乙两溶液反应，若使滴加的两最少，而产生的沉淀最多，应将乙溶液

5

6

L滴加到甲溶液，产生的沉淀最多，
故答案为：乙；

5

6

；甲；

点评：本题考查铝及化合物的性质，注意氢氧化铝是两性氢氧化物，铝离子和偏铝酸根离子水解生成氢氧化铝沉淀是解答本题的关键，题目难度较大．