Question

13．向20ml某浓度的AlCl₃溶液中滴加2mol/L的NaOH溶液时，所得的沉淀质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示：
（1）写出AB段发生反应的离子方程式Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）A点表示的意义是AlCl₃与NaOH恰好完全反应，得到最大沉淀量．
（3）所用AlCl₃溶液的物质的量浓度是0.5mol/L．
（4）当所得沉淀量为0.6g时，用去NaOH溶液的体积是11.5ml或16.2ml．

Answer 1

分析 开始AlCl₃与NaOH反应Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，生成Al（OH）₃沉淀，NaOH量逐渐增多，Al（OH）₃量逐渐增大，到A点时氢氧化钠将AlCl₃恰好完全沉淀时，Al（OH）₃沉淀达到最大量；
随后再加NaOH，发生Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，沉淀量又逐渐减少，到B点时Al（OH）₃与NaOH恰好完全反应生成NaAlO₂，沉淀完全溶解消失；
由于A→B消耗的氢氧化钠溶液体积为5mL，消耗NaOH为0.005L×2mol/L=0.01 mol，根据方程式可知n[Al（OH）₃]=0.01mol，根据m=nM计算氢氧化铝的质量；根据铝原子守恒则n（AlCl₃）=0.01 mol，根据c=$\frac{n}{V}$计算氯化铝的物质的量浓度；
（4）0.6 g Al（OH）₃的物质的量=$\frac{0.6g}{78g/mol}$=0.0077mol．当NaOH溶液不足时，生成0.6 g Al（OH）₃所需NaOH的物质的量为0.023 mol；当NaOH溶液过量时，还剩余0.6g Al（OH）₃，剩余的0.6 g Al（OH）₃溶解可以消耗0.0077molNaOH，故共消耗NaOH的物质的量=0.02L×2mol/L-0.0077mol=0.0323 mol，根据V=$\frac{n}{V}$计算NaOH溶液的体积．

解答 解：（1）AB段是生成的氢氧化铝溶于过量的氢氧化钠，故离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）开始AlCl₃与NaOH反应Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，生成Al（OH）₃沉淀，NaOH量逐渐增多，Al（OH）₃量逐渐增大，到A点时氢氧化钠将AlCl₃恰好完全沉淀时，Al（OH）₃沉淀达到最大量，
故答案为：AlCl₃与NaOH恰好完全反应，得到最大沉淀量；
（3）根据铝原子守恒，则n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，
故氯化铝的物质的量浓度=$\frac{0.01mol}{0.02L}$=0.5mol/L，
故答案为：0.5mol/L；
（4）0.6 g Al（OH）₃的物质的量=$\frac{0.6g}{78g/mol}$=0.0077mol．
当NaOH溶液不足时，生成0.6 g Al（OH）₃所需NaOH的物质的量为0.023 mol，1故所需的氢氧化钠溶液的体积V₁=$\frac{0.023mol}{2mol/L}$=0.0115L=11.5mL；
当NaOH溶液过量时，还剩余0.6g Al（OH）₃，剩余的0.6 g Al（OH）₃溶解可以消耗0.0077molNaOH，故共消耗NaOH的物质的量=0.02L×2mol/L-0.0077mol=0.0323 mol，则所需的氢氧化钠溶液体积V₂=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.0323mol}{2mol/L}$=0.0162L=16.2mL．
故答案为：11.5；16.2．

点评 本题是AlCl₃与NaOH反应与图象相结合的计算问题，考查了大家对图象的解读能力，分析问题能力、计算能力等，难度中等，本题解决的关键是明确NaOH溶液逐滴加入到AlCl₃溶液中的反应情况．