题目内容

现有0.40mol/LAlCl3和0.80mol/L FeCl3的混合溶液100mL,往其中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,当Al3+和Fe3+完全沉淀时,沉淀量达到最大值;然后继续滴加NaOH溶液,沉淀开始溶解,当前后加入的NaOH溶液总量达到200mL时,沉淀不再减少.
请回答;
(1)当沉淀达到最大量时,Al(OH)3的物质的量是
 
mol;
(2)反应中所用NaOH溶液的物质的量浓度是
 
mol/L;
(3)当加入NaOH的物质的量为0.30mol时所得沉淀的质量最多为
 
g.
考点:有关混合物反应的计算,镁、铝的重要化合物
专题:几种重要的金属及其化合物
分析:(1)向AlCl3和FeCl3混合溶液中加入含NaOH的溶液时,产生的沉淀量达最大值,此时发生FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl、AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl,根据n=cV计算n(AlCl3),根据方程式计算沉淀达到最大量时生成Al(OH)3的物质的量;
(2)继续加入NaOH溶液,沉淀开始溶解,发生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,沉淀不再减少时,溶液中溶质为NaCl、NaAlO2,由氯离子守恒可知n(NaCl)=3n(AlCl3)+3n(FeCl3),由Al元素守恒可知n(NaAlO2)=n(AlCl3),根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaAlO2),再根据c=
n
V
计算;
(3)滴加NaOH溶液,首先发生FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl,氯化铁反应完毕,若NaOH有剩余,再发生AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl,氯化铝反应完毕,若NaOH有剩余,最后发生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,根据方程式进行过量计算解答.
解答: 解:向AlCl3和FeCl3混合溶液中加入含NaOH的溶液时,产生的沉淀量达最大值,此时发生FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl、AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl,继续加入NaOH溶液,沉淀开始溶解,发生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,
(1)n(AlCl3)=0.1L×0.4mol/L=0.04mol,由方程式可知生成Al(OH)3的物质的量=n(AlCl3)=0.04mol,故答案为:0.04;
(2)n(FeCl3)=0.1L×0.8mol/L=0.08mol,沉淀不再减少时,溶液中溶质为NaCl、NaAlO2,由氯离子守恒可知n(NaCl)=3n(AlCl3)+3n(FeCl3)=3×(0.04mol+0.08mol)=0.36mol,由Al元素守恒可知n(NaAlO2)=n(AlCl3)=0.04mol,根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaAlO2)=0.36mol+0.04mol=0.4mol,故NaOH的物质的量浓度=
0.4mol
0.2L
=2mol/L,
故答案为:2mol/L;
(3)FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
0.08mol  0.24mol
氯化铁完全反应消耗NaOH物质的量为0.24mol<0.3mol,故NaOH有剩余,则剩余NaOH物质的量=0.3mol-0.24mol=0.06mol,生成氢氧化铁的物质的量为0.08mol,
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl
0.04mol  0.12mol
0.04mol氯化铝完全反应消耗NaOH物质的量为0.12mol>0.06mol,故NaOH完全反应,AlCl3有剩余,生成氢氧化铝的物质的量为0.06mol×
1
3
=0.02mol,
故得到沉淀的最大重量=0.08mol×107g/mol+0.02mol×78g/mol=10.12g,
故答案为:10.12.
点评:本题考查混合物计算,清楚发生的反应过程是解题的关键,(2)注意利用守恒思想计算,(3)为易错点、难点,混合溶液中滴加NaOH,铁离子先转化为沉淀,学生溶液忽略,难度较大.
练习册系列答案
相关题目
四氧化三铁纳米微粒可用于涂料、油墨、隐身材料、磁记录、电极材料、催化剂等多领域,实验室可用如下的方法来制备这种材料并进行检测.
I.制备

(l)溶解、沉淀操作中不断通入氮气有两个作用:①是通过在反应过程中通入气体形成微型气泡,将刚生成的四氧化三铁微粒包围,来阻止微粒的长大或聚集成团;②
 
.
(2)操作Ⅲ的名称是
 
.
Ⅱ.产品检测
(一)定性检测:产品中铁元素价态检测
试剂主要有:3mol?L-1硫酸溶液、0.1mol?L-1氢氧化钠溶液、20%硫氰化钾溶液、0.01mol?L-1酸性高锰酸钾溶液、氯水(其他用品任选)
(3)请选用上述试剂完成表格
步骤 实验操作 实验现象、结论
1 取一定量3mol/L硫酸溶液于试管中,加热煮沸去除溶解氯气 /
2 取少量产品于试管中,加适量步骤1处理好的溶液,溶解、配成溶液 固体溶解,溶液呈浅黄色
3 取少量步骤2配好的溶液于试管中,滴加几滴20%硫氰化钾溶液,振荡
 
产品含有Fe3+
4  
 

 
产品含有Fe2+
(二)定量测定:
称取23.2g产品于烧杯中,加入加热煮沸后的稀硫酸充分溶解,并不断加热、搅拌,待固体完全溶解后,向所得溶液中加入10.0g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6g.取滤液体积的
1
10
用浓度为0.2000mol?L-1的酸性KMn04溶液滴定,至终点时消耗KMnO4溶液29.80mL.
(4)①配制KMnO4溶液:准确称取m g KMnO4,置于烧杯中,加适量蒸馏水,
 
,将溶液转入250ml.容量瓶中,洗涤,定容,摇匀.此过程中使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、250mL容量瓶外,还需要的玻璃仪器是
 
.
②产品中Fe3+和Fe2+的物质的量之比为
 
.
Ⅲ.结果讨论
(5)产品中Fe3+和Fe2+的物质的量之比略大于2:1的可能原因是
 
.

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网