Question

6．硫酸铝、硫酸钾、明矾三种物质组成的混合物中，当SO₄^2-的浓度为0.20mol•L^-1时，加入等体积的0.20mol•L^-1的KOH溶液（混合后溶液体积变化忽略不计），使生成的白色沉淀恰好溶解，那么最后混合物中K⁺的浓度是（　　）

• A． 0.20 mol•L^-1
• B． 0.25 mol•L^-1
• C． 0.225 mol•L^-1
• D． 0.45 mol•L^-1

Answer 1

分析 硫酸铝、硫酸钾和明矾的混合溶液实际为硫酸铝、硫酸钾的混合溶液．加入等体积等SO₄^2-浓度的KOH溶液时，生成的沉淀恰好完全溶解，发生总反应为：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根据方程式可知，原溶液中c（Al³⁺）=$\frac{1}{4}$c（OH^-），根据溶液呈电中性可知，原混合溶液中3c（Al³⁺）+c（K⁺）=2c（SO₄²），据此计算原溶液中K⁺离子的浓度，溶液中钾离子包括KOH含有的与原溶液中的钾离子，令溶液体积都是1L，根据n=cV计算混合后溶液中n（K⁺），进而计算混合后K⁺的浓度

解答 解：硫酸铝、硫酸钾和明矾的混合溶液实际为硫酸铝、硫酸钾的混合溶液．加入等体积等SO₄^2-浓度 KOH溶液时，生成的沉淀恰好完全溶解，发生总反应Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根据方程式可知，n（Al³⁺）=$\frac{1}{4}$n（OH^-），所以原溶液中c（Al³⁺）=$\frac{1}{4}$c（OH^-）=$\frac{1}{4}$×0.2mol/L=0.05mol/L，根据溶液呈电中性可知，原混合溶液中3c（Al³⁺）+c（K⁺）=2c（SO₄^2-），所以原溶液中c（K⁺）=2c（SO₄^2-）-3c（Al³⁺）=2×0.2mol/L-3×0.05mol/L=0.25mol/L，
令混合溶液与氢氧化钾溶液的体积都是1L，则混合后溶液中n（K⁺）=1L×（0.25mol/L+0.2mol/L）=0.45mol，故反应后的溶液中K⁺的浓度为$\frac{0.45mol}{1L+1L}$=0.225mol/L，
故选：C．

点评 本题考查有关混合物的计算，题目难度不大，根据电荷守恒计算原混合溶液中钾离子浓度是关键．