Question

12．把NaOH、FeCl₃、AlCl₃三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.07g白色沉淀，再向所得悬浊液中逐滴加入1mol/L HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示．试回答：
（1）A点沉淀为Fe（OH）₃，（填化学式）B点沉淀为Al（OH）₃．（填化学式）
（2）原固体混合物中各物质的物质的量分别是多少？
（3）C点处的盐酸的体积是多少毫升？

Answer 1

分析 固体组成的混合物溶于足量水后，再加入盐酸时，0-A时沉淀的质量不变，说明溶液中NaOH过量，加入20 mL 盐酸恰好中和过量的NaOH，再加盐酸沉淀增多，说明AlO₂^-转化为Al（OH）₃，则A点沉淀物为 Fe（OH）₃，AB段发生反应：AlO₂^-+2H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，B点溶液中存在的溶质是氯化钠，沉淀为Fe（OH）₃、Al（OH）₃；BC段发生反应：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O、Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O，据此进行解答．

解答 解：固体组成的混合物溶于足量水后，再加入盐酸时，0-A时沉淀的质量不变，说明溶液中NaOH过量，加入20 mL 盐酸恰好中和过量的NaOH，再加盐酸沉淀增多，说明AlO₂^-转化为Al（OH）₃，则A点沉淀物为 Fe（OH）₃，AB段发生反应：AlO₂^-+2H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，B点溶液中存在的溶质是氯化钠，沉淀为Fe（OH）₃、Al（OH）₃；BC段发生反应：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O、Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O，
（1）根据分析可知，A点沉淀为Fe（OH）₃，B点沉淀为Al（OH）₃，
故答案为：Fe（OH）₃；Al（OH）₃；
（2）A点沉淀的是Fe（OH）₃，则n[Fe（OH）₃]=$\frac{1.07g}{107g/mol}$=0.01mol，根据Fe原子守恒得n（FeCl₃）=n[Fe（OH）₃]=0.01mol；
AB段发生反应：AlO₂^-+2H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，则n[Al（OH）₃]=n（HCl）=1mol/L×（0.05-0.02）L=0.03mol，根据铝原子守恒得n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.03mol，
B点溶质为NaCl，由Na⁺离子和Cl^-离子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=3n（FeCl₃）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.01mol×3+0.03mol×3+0.05×1mol/L=0.17mol，
答：原混合物中n（AlCl₃）=0.03mol、n（FeCl₃）=0.01mol、n（NaOH）=0.17mol；
（3）C溶液中溶质为NaCl、MgCl₂、AlCl₃，加入盐酸等于原混合物中NaOH消耗的盐酸体积，二者恰好反应时：n（HCl）=n（NaOH）=0.17mol，则C点处的盐酸的体积为：V[HCl（aq）]=$\frac{0.17mol}{1mol/L}$=0.17L=170mL，
答：C点处的盐酸的体积为170mL．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确曲线变化趋势及每段发生的化学反应为解本题关键，注意掌握质量守恒定律在化学计算中的应用．