Question

16．在100m1mol/L氯化铝溶液中，逐漓加入3mol/LNaOH溶液，请问在滴加氢氧化钠的溶液的过程中，
（1）生成最大量的沉淀的质量是多少克？
（2）沉淀恰好完全消失时，消耗氢氧化钠的体积为多少毫升？
（3）若要获得3.9克沉淀，则需消耗氢氧化钠溶液的体积为多少毫升？

Answer 1

分析 （1）根据铝守恒分析解答；
（2）沉淀恰好完全消失时，符合AlCl₃～～4NaOH，由此解答；
（3）AlCl₃和NaOH反应与NaOH的量的多少有关，当NaOH不足时生成Al（OH）₃，当碱过量时，则生成NaAlO₂．现AlCl₃的物质的量为0.1mol，完全生成Al（OH）₃沉淀时，沉淀质量应为7.8g，现沉淀质量为3.9g，说明有两种情况：一为沉淀不完全，只生成Al（OH）₃沉淀；另一种情况为沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂．

解答 解：（1）n[Al（OH）₃]=n（AlCl₃）=0.100L×1mol/L=0.1mol，所以质量为：0.1×78=7.8g，答：生成最大量的沉淀的质量是7.8g；
（2）沉淀恰好完全消失时，符合AlCl₃～～4NaOH，所以n（NaOH）=4n（AlCl₃）=0.4mol，所以体积为：$\frac{0.4mol}{3mol/L}$=133毫升，答：消耗氢氧化钠的体积为133毫升；
（3）现AlCl₃的物质的量为0.1mol，完全生成Al（OH）₃沉淀时，沉淀质量应为7.8g，现沉淀质量为3.9g，说明有两种情况：一为沉淀不完全，只生成Al（OH）₃沉淀；另一种情况为沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，
n（Al（OH）₃）=$\frac{3.9g}{78g/mol}$=0.05mol，
①若碱不足，由Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓可知，
NaOH的物质的量为0.05mol×3=0.15mol，
加入NaOH溶液的体积为$\frac{0.15mol}{3mol/L}$=0.05L，即50mL；
②沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，
则由 Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
      0.1mol  0.3mol 0.1mol
    Al（OH）₃ +OH^-═AlO₂^-+2H₂O
（0.1-0.05）mol （0.1-0.05）mol
则消耗的碱的物质的量为0.3mol+（0.1-0.05）mol=0.35mol，
加入NaOH溶液的体积为$\frac{0.35mol}{3mol/L}$=0.117L，即117mL；
答：消耗的NaOH溶液的体积是50 ml和117mL．

点评 本题考查铝的计算，题目难度中等，本题的解答关键是根据100mL1mol/L的AlCl₃溶液、1mol/L的NaOH溶液，以及3.9g沉淀，结合反应的有关方程式计算．