Question

4．如图1为一定量AlCl₃溶液中加入NaOH溶液后，产生Al（OH）₃白色沉淀的质量与NaOH的物质的量之间的关系曲线．试回答：

（1）A点时已参加反应的AlCl₃和NaOH的物质的量之比为1：3
（2）B处溶液中存在的浓度最大的离子是Na⁺ （填离子符号）；向B处生成的溶液中通入过量的二氧化碳，可见到的现象是（用离子方程式来表示）AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^- 
（3）铝铵矾是一种复盐，其主要化学成分为十二水硫酸铝铵NH₄Al（SO₄）₂.12H₂O，向该盐的浓溶液中逐滴加入浓NaOH溶液，将发生一系列变化，已知NH₄⁺与AlO₂^-在水溶液中不能大量共存，会发生如下反应：NH₄⁺+AlO₂^-+H₂O=Al（OH）₃↓+NH₃↑．写出硫酸铝铵在水溶液中电离的方程式：NH₄Al（SO₄）₂=NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-
（4）在逐滴加入NaOH溶液的过程中，产生的现象有：
①溶液中出现白色沉淀；
②有刺激性气味的气体放出；
③白色沉淀量逐渐增多；
④白色沉淀完全消失：
⑤白色沉淀逐渐减少．
请排出以上各种现象由先到后出现的正确顺序（用序号回答）①③②⑤④
（5）向含有0.1mol NH₄Al（SO₄）₂溶液中逐滴加入5mol•L^-1NaOH溶液，请在图2中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图．

Answer 1

分析 （1）一定量AlCl₃溶液中加入NaOH溶液后，随氢氧化钠溶液的加入，先生成氢氧化铝沉淀，达到最大后继续加入氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀溶解，依据化学方程式的定量关系计算得到；
（2）B处溶液时正好无沉淀，发生反应AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+2H₂O+3NaCl；B处是氢氧化铝溶解生成的偏铝酸钠溶液，通入过量的二氧化碳会反应生成氢氧化铝白色沉淀；
（3）硫酸铝铵是强电解质完全电离；
（4）铵根和铝离子在溶液中共存时，铝离子先和氢氧根离子生成沉淀，然后是铵根离子和碱的反应，接下来是氢氧化铝和氢氧根离子的反应，根据铵根离子、铝离子、偏铝酸根和氢氧根之间的反应的离子方程式确定离子的量的多少；
（5）含有0.1mol NH₄Al（SO₄）₂溶液中含有NH₄⁺离子0.1mol，Al³⁺物质的量为0.1mol，逐滴加入5mol•L^-1 NaOH溶液，发生反应的离子方程式为Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O，依据反应的过程和物质的量绘制图象．

解答 解：（1）由图象可知，A点是氯化铝和氢氧化钠反应生成氢氧化铝和氯化钠的反应，反应的化学方程式为：AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl，A点时已参加反应的AlCl₃和NaOH的物质的量之比为1：3，
故答案为：3；
（2）B处溶液时正好无沉淀，发生反应AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+2H₂O+3NaCl，故B处溶液中存在的浓度最大的离子为Na⁺，向B处生成的溶液中通入过量的二氧化碳，可发生反应AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，反应生成白色沉淀，
故答案为：Na⁺；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）硫酸铝铵是强电解质完全电离，电离方程式为NH₄Al（SO₄）₂=NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-，
故答案为：NH₄Al（SO₄）₂=NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-；
（4）加入NaOH溶液，OH^-能与NH₄⁺和A1³⁺作用，但由于 A1³⁺+3NH₃•H₂O=A1（OH）₃↓+3NH₄⁺，
即碱性NaOH＞NH₃•H₂O＞Al（OH）₃，则先发生反应的是Al³⁺与OH^-，最后 Al（OH）₃逐渐溶解生成A1O₂^-，
故答案为：①③②⑤④；
（5）含有0.1mol NH₄Al（SO₄）₂溶液中含有NH₄⁺离子0.1mol，Al³⁺物质的量为0.1mol，逐滴加入5mol•L^-1 NaOH溶液，发生反应的离子方程式为：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O，先生成氢氧化铝沉淀需要消耗氢氧化钠物质的量为0.3mol，体积=$\frac{0.3mol}{5mol/L}$=0.060L=60ml，和铵根离子反应消耗氢氧化钠物质的量为0.1mol，氢氧化钠溶液体积=$\frac{0.1mol}{5mol/L}$=0.020L=20ml，生成氢氧化铝沉淀物质的量量为0.1mol，溶解需要氢氧化钠物质的量为0.1mol，消耗氢氧化钠溶液的体积为20ml，依据沉淀量和消耗氢氧化钠溶液体积描出图为，
故答案为：．

点评 本题考查了铝及其化合物性质的分析判断和计算应用，反应的定量关系是解题关键，题目难度中等．