Question

7．在0.2L由H₂SO₄、CuSO₄和Al₂（SO₄）组成的混合液中，部分离子浓度大小如图所示，回答下列问题：
（1）该混合液中，含溶质Al₂（SO₄）₃的物质的量为0.3mol．
（2）从该溶液中取出10mL，其中Al³⁺的物质的量浓度为3mol/L，再将取出的10mL溶液加水稀释到100mL，稀释后溶液中Al³⁺的物质的量浓度为0.3mol/L．

Answer 1

分析 根据图象可知，溶液中c（H⁺）=2.0mol/L，c（Cu²⁺）=1.0mol/L，c（SO₄^2-）=6.5mol/L，由于溶液体积为0.2L，故溶液中n（H⁺）=CV=2.0mol/L×0.2L=0.4mol，n（Cu²⁺）=CV=1.0mol/L×0.2L=0.2mol，c（SO₄^2-）=CV=6.5mol/L×0.2L=1.3mol．
（1）设混合溶液中H₂SO₄、CuSO₄和Al₂（SO₄）₃的物质的量分别为x、y、zmol，
根据氢离子来源于H₂SO₄可知：2x=0.4 ①
根据铜离子来自于CuSO₄可知：2y=0.2 ②
根据硫酸根来自于三者可知：x+y+3z=1.3 ③
解①②③可得x、y、z；
（2）由于溶液是均一稳定的，故取出10mL溶液中铝离子浓度不变，根据c（Al³⁺）=2c[Al₂（SO₄）₃]来计算；再将取出的10mL溶液加水稀释到100mL，溶液稀释至原来体积的10倍，则浓度将为原来的十分之一，据此分析．

解答 解：根据图象可知，溶液中c（H⁺）=2.0mol/L，c（Cu²⁺）=1.0mol/L，c（SO₄^2-）=6.5mol/L，由于溶液体积为0.2L，故溶液中n（H⁺）=CV=2.0mol/L×0.2L=0.4mol，n（Cu²⁺）=CV=1.0mol/L×0.2L=0.2mol，c（SO₄^2-）=CV=6.5mol/L×0.2L=1.3mol．
（1）设混合溶液中H₂SO₄、CuSO₄和Al₂（SO₄）₃的物质的量分别为x、y、zmol，
根据氢离子来源于H₂SO₄可知：2x=0.4 ①
根据铜离子来自于CuSO₄可知：2y=0.2 ②
根据硫酸根来自于三者可知：x+y+3z=1.3 ③
解①②③可得x=0.2mol
y=0.2mol
z=0.3mol
故Al₂（SO₄）₃的物质的量为0.3mol．故答案为：0.3mol；
（2）由于溶液是均一稳定的，故取出10mL溶液中铝离子浓度不变．溶液中c（Al³⁺）=2c[Al₂（SO₄）₃]=2×$\frac{n[A{l}_{2}（S{O}_{4}）_{3}]}{V}$=2×$\frac{0.3mol}{0.2L}$=3mol/L；将取出的10mL溶液加水稀释到100mL，溶液稀释至原来体积的10倍，则浓度将为原来的十分之一，故稀释后c（Al³⁺）=0.3mol/L．
故答案为：3mol/L；0.3mol/L．

点评 本题考查物质的量浓度的计算，侧重分析能力和计算能力的考查，题目难度不大．