Question

向物质的量之和为0.1mol 的FeCl₃和AlCl₃混合溶液中加入90mL4mol· L^-1的NaOH 溶液，使其充分反应。 假设原溶液中Al^3＋ 物质的量与Al^3＋ 和Fe^3＋ 总物质的量之比为x，(不考虑Fe^3＋ 和Al³⁺的水解情况) 。问：

(1)当x=0.8 时，溶液中产生的沉淀是什么？其物质的量为多少？

(2) 当沉淀只有 Fe(OH)₃  时，计算x的取值范围.

(3)请在图中画出沉淀总量 n/mol 随 x (0~1)变化的曲线

Answer 1

⑴  Fe(OH)₃  0.02 mol        Al(OH)₃   0.02 mol

⑵     0＜x≤0.6

⑶

解析:

本题是混合物的综合计算题，为难题。

⑴Fe³⁺+3OH^-= Fe(OH)₃↓①Al³⁺+3OH^-= Al(OH)₃↓②Al(OH)₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O ③    OH^-适量时，Al³⁺、Fe³⁺生成沉淀，当OH^-过量时，Al(OH)₃溶解，生成AlO₂^-。 n（OH^-）=0.09L×4mol/L=0.36mol, OH^-对于两种离子生成沉淀是过量的，肯定可以使Al(OH)₃溶解一些或全部，剩余OH^-能使0.06mol Al(OH)₃溶解.当x=0.8时,发生①、②两反应共消耗OH^-0.30mol，生成Al(OH)₃的物质的量为0.08mol，Fe(OH)₃的物质的量为0.02mol,而剩余OH^-0.06mol，此时Al(OH)₃溶解0.06mol。因此，沉淀Fe(OH)₃物质的量为0.02mol和Al(OH)₃ 为0.02mol。

⑵溶液中无Al（OH）3，耗OH^-0.1×4x，有：3×0.1（1-x）+0.4x=0.36，得x=0.6，所以当0＜x≤0.6时，沉淀只有Fe(OH)₃。

⑶当x∈（0，0.6）时，y=0.1（1-x）当x∈（0.6，1）时，①、②共生成沉淀0.1mol，剩余0.06molOH^-，可使0.06molAl(OH)₃溶解，此时沉淀的物质的量为：y=0.1 mol -0.06 mol =0.04mol。在图上作出即可。