Question

7．现有FeCl₃、AlCl₃的混合溶液100mL，逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入的NaOH的物质的量的关系如图．
（1）a点对应的沉淀为Fe（OH）₃、Al（OH）₃（填化学式）．
（2）混合溶液中AlCl₃物质的量为0.6molmol．
（3）原混合物中FeCl₃的物质的量浓度为4mol/L．
（4）若取原混合溶液50mL，并加入0.1mol盐酸组成新的混合溶液．往新的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，请在坐标内画出生成沉淀的物质的量随加入的NaOH的物质的量的关系图．

Answer 1

分析 （1）首先发生的反应Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，然后发生Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，据此解答；
（2）由图可知，溶解氢氧化铝沉淀消耗氢氧化钠为0.6mol，根据方程式计算氢氧化铝的物质的量，利用铝元素守恒计算氯化铝的物质的量；
（3）根据反应FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl、AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl可知，生成0.6mol氢氧化铝消耗氢氧化钠是1.8mol，所以和氯化铁反应的氢氧化钠是3mol-1.8mol=1.2mol，因此氯化铁是0.4mol，再根据c=$\frac{n}{V}$计算；
（4）根据取原溶液50mL，加入0.1mol盐酸得到新溶液，其中的成分有：FeCl₃、AlCl₃、HCl，向其中加入NaOH溶液时，先发生HCl+NaOH═NaCl+H₂O反应，当将HCl反应完后，在发生与FeCl₃、AlCl₃的生成沉淀，方程式为：AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，FeCl₃+3NaOH═Fe（OH）₃↓+3NaCl，
完全反应后又发生反应 Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O．

解答 解：（1）加入0-3molNaOH阶段，发生反应Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，a点沉淀达最大值，故a点对应的沉淀的化学式为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃，
故答案为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（2）由图可知，溶解氢氧化铝沉淀消耗氢氧化钠为3.6m0l-3mol=0.6mol，根据Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O可知，氢氧化铝的物质的量=0.6mol，根据铝元素守恒可知氯化铝的物质的量=0.6mol，故答案为：0.6mol；
（3）FeCl₃溶液的浓度为$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L，故答案为：4；
（4）根据取原溶液50mL，加入0.1mol盐酸得到新溶液，其中的成分有：FeCl₃、AlCl₃、HCl，向其中加入NaOH溶液时，先发生HCl+NaOH═NaCl+H₂O反应，当将HCl反应完后，在发生与FeCl₃、AlCl₃的生成沉淀，方程式为：AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，FeCl₃+3NaOH═Fe（OH）₃↓+3NaCl，
完全反应后又发生反应 Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O．
设50mL原溶液中FeCl₃、AlCl₃的物质的量分别为：0.2mol、0.3mol，
设中和0.1molHCl消耗的NaOH物质的量为xmol，则有：
     HCl+NaOH═NaCl+H₂O
      1    1
    0.1ol  x
则有：1：1═0.1mol：x
解得：x═0.1mol．
设反应掉0.4molFeCl₃消耗消耗的NaOH物质的量为ymol，则有：
 FeCl₃+3NaOH═Fe（OH）₃↓+3NaCl
    1     3
 0.2mol  y            
 则有：1：3=0.2mol：y
解得：y═0.6mol
设反应掉0.6molAlCl₃消耗的NaOH物质的量为zmol，生成Al（OH）₃↓+zmol则有：
 AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl
   1      3    1       
 0.3mol   y    z
则有：3：1=0.3 mol：y
 解得：y=1.1mol；z═0.3mol
所以，加入氢氧化钠溶液将原溶液中的FeCl₃、AlCl₃、HCl，全部反应完毕时，共消耗1mol．
再加入NaOH就与生成的Al（OH）₃反应．
设反应掉0.3molAl（OH）₃消耗的NaOH物质的量为nmol，则有：
 Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O                   
   1        1                             
  0.3mol    n                               
则有：1：1═0.3 mol：n                       
解得：n=0.3mol．
结合反应现象及反应的量的关系，画出生成沉淀的物质的量随加入的NaOH的物质的量的关系图．
故答案为：
．

点评 本题是一道对铝盐与强碱反应的问题的考查，需要将化学变化过程与化学现象的分析结合起来，并将变化过程体现在图象中，考查综合性强，需要细心认真．