Question

12．在100mL0.1mol•L^-1铝铵矾[NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O]的水溶液中，逐滴滴入0.1mol•L^-1的Ba（OH）₂溶液，所得沉淀的质量与Ba（OH）₂溶液的体积曲线如图所示[已知Ba（AlO₂）₂易溶易电离]．下列说法正确的是（　　）

• A． a点溶液中大量存在的离子有NH₄⁺和SO₄^2-
• B． b点溶液中c（NH₃•H₂O）约为0.1mol•L^-1
• C． a→b过程中，反应的只有SO₄^2-
• D． b→c过程中，反应的是Al（OH）₃和NH₄⁺

Answer 1

分析 100mL 0.1mol•L^-1铝铵矾[NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O]，NH₄Al（SO₄）₂物质的量为0.01mol．溶液含有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，SO₄^2-0.02mol；
开始滴加同时发生反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，当Al³⁺沉淀完全时需加入0.03molOH^-，即加入0.015molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺为0.015mol，SO₄^2-未完全沉淀，此时溶液含有硫酸铵、硫酸铝（开始到a）；
再滴加Ba（OH）₂，生成BaSO₄沉淀，发生反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，所以沉淀质量继续增加；
当SO₄^2-完全沉淀时，共需加入0.02molBa（OH）₂，加入0.04molOH^-，Al³⁺反应掉0.03molOH^-，生成Al（OH）₃0.01mol，剩余0.01molOH^-恰好与NH₄⁺完全反应，此时溶液中NH₄⁺完全反应，此时溶液为氨水溶液（a到b）；
继续滴加Ba（OH）₂，Al（OH）₃溶解，发生反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，由方程式可知要使0.01molAl（OH）₃完全溶解，需再加入0.005molBa（OH）₂，此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液（b到c）．

解答 解：100mL 0.1mol•L^-1铝铵矾[NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O]，NH₄Al（SO₄）₂物质的量为0.01mol．溶液含有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，SO₄^2-0.02mol；
开始滴加同时发生反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，当Al³⁺沉淀完全时需加入0.03molOH^-，即加入0.015molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺为0.015mol，SO₄^2-未完全沉淀，此时溶液含有硫酸铵、硫酸铝（开始到a）；
再滴加Ba（OH）₂，生成BaSO₄沉淀，发生反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，所以沉淀质量继续增加；
当SO₄^2-完全沉淀时，共需加入0.02molBa（OH）₂，加入0.04molOH^-，Al³⁺反应掉0.03molOH^-，生成Al（OH）₃0.01mol，剩余0.01molOH^-恰好与NH₄⁺完全反应，此时溶液中NH₄⁺完全反应，此时溶液为氨水溶液（a到b）；
继续滴加Ba（OH）₂，Al（OH）₃溶解，发生反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，由方程式可知要使0.01molAl（OH）₃完全溶解，需再加入0.005molBa（OH）₂，此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液（b到c）．
A、由分析可知，从开始到a点，发生反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，当Al³⁺沉淀完全时需加入0.03molOH^-，即加入0.015molBa（OH）₂，加入的Ba²⁺为0.015mol，SO₄^2-未完全沉淀，此时溶液含有硫酸铵、硫酸铝，所以a点溶液中大量存在的离子有NH₄⁺和SO₄^2-，故A正确；
B、当SO₄^2-完全沉淀时，共需加入0.02molBa（OH）₂，加入0.04molOH^-，Al³⁺反应掉0.03molOH^-，生成Al（OH）₃0.01mol，剩余0.01molOH^-恰好与NH₄⁺完全反应，此时溶液中NH₄⁺完全反应，此时溶液为氨水，此时溶液的体积大约为0.3L，所以b点溶液中c（NH₃•H₂O）小于0.1mol•L^-1，故B错误；
C、由分析可知，a→b过程中发生反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，故C错误；
D、继续滴加Ba（OH）₂，Al（OH）₃溶解，发生反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，由方程式可知要使0.01molAl（OH）₃完全溶解，需再加入0.005molBa（OH）₂，此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液，所以b→c过程中，反应的是Al（OH）₃，故D错误．
故选：A．

点评 本题考查铝化合物的性质及计算，难度比较大，清楚整个反应过程是解题的关键，注意NH₄⁺与Al³⁺同时存在，OH^-首先与Al³⁺反应，而NH₄⁺与Al（OH）₃同时存在，OH^-首先与NH₄⁺反应．