Question

20．（1）向200mL0.5mol/LAl₂（SO₄）₃溶液中，加入350mL2mol/L NaOH溶液，充分反应后可以得到Al（OH）₃沉淀多少g？
（2）若想得到3.9g Al（OH）₃沉淀，应向200mL0.5mol/LAl₂（SO₄）₃溶液中加入2mol/L NaOH溶液多少mL？

Answer 1

分析 （1）Al₂（SO₄）₃的物质的量为：0.2L×2mol/L=0.4mol，NaOH的物质的量为：0.35L×2mol/L=0.7mol，根据反应 Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3 Na₂SO₄
、Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O判断反应过量问题，进而计算得到沉淀的质量；
（2）根据Al₂（SO₄）₃溶液与NaOH溶液的反应计算分析，200mL 0.5mol•L^-1Al₂（SO₄）₃全转化为沉淀的质量为：0.2L×0.5mol/L×2×78g/mol=15.6g，由Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓和Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，可知NaOH存在两种情况，一是不足，二是使Al（OH）₃部分溶解，以此计算．

解答 解：（1）Al₂（SO₄）₃的物质的量为：0.2L×0.5mol/L=0.1mol，NaOH的物质的量为：0.35L×2mol/L=0.7mol，则：
   Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3 Na₂SO₄
      1                        6               2
     0.1                     0.6           0.2
  Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
0.1mol       （0.7-0.6）mol
则最后得到的沉淀的质量为：0.2mol-0.1mol=0.1mol，
所以生成白色沉淀的质量为：0.1mol×78g/mol=7.8g，
答：充分反应后可以得到Al（OH）₃沉淀7.8g；
  （2）在200mL 0.5mol•L^-1的Al₂（SO₄）₃溶液中加入2mol•L^-1的NaOH溶液，如硫酸铝完全生成Al（OH）₃，则沉淀的质量为：0.2L×0.5mol/L×2×78g/mol=15.6g，
而此时为3.9g，说明硫酸铝并没有完全转化为Al（OH）₃，此时n（Al（OH）₃）=$\frac{3.9}{78}$=0.05mol，NaOH可能有两种情况，一是不足，二是使Al（OH）₃部分溶解，
 ①当NaOH不足时，
Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
 3mol               1mol
 x                   0.05mol
则x=0.15mol，
V₁（NaOH溶液）=$\frac{0.15mol}{2mol/L}$=75ml
②如使Al（OH）₃部分溶解，则
Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
1mol    3mol          1mol
0.2mol  0.6mol        0.2mol
Al（OH）₃ +OH   ^-=AlO₂^-+2H₂O
     1mol                1mol
 （0.2-0.05）mol   0.15mol
两步反应共需要0.6mol+0.15mol=0.75mol，
V₂（NaOH溶液）=$\frac{0.75}{2}$=375mL
答：NaOH溶液75mL或375mL．

点评 本题考查化学方程式的计算、过量问题的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握根据反应物物质的量判断过量情况的方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．