Question

向100mL0.1mol/L硫酸铝铵[NH₄Al（SO₄）₂]溶液中逐滴滴入0.1mol/L Ba（OH）₂溶液．随着Ba（OH）₂溶液体积V（横坐标）的变化，沉淀总物质的量n的变化如图所示，
已知铝盐中滴加过量氨水能产生Al（OH）₃沉淀，该沉淀遇强碱如NaOH溶液又可溶解NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，请回答下列问题
（1）写出b-c发生反应的离子方程式：

 

（2）下列说法正确的是

 

A．a点的溶质为（NH₄）₂SO₄
B．b点溶液中一定存在：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）
C．b点沉淀为Al（OH）₃和BaSO₄
D．C点溶液中一定存在：c（AlO₂^-）＞c（Ba²⁺）＞c（NH₄⁺）
（3）写出a-b发生反应的离子方程式：

 

（4）滴加到c点共加入Ba（OH）₂溶液的体积为

 

mL，b、a两点沉淀的质量差为

 

g（精确到0.001）．（注：要求在答题卡最下面方框内仅列出计算比例式）

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,离子方程式的有关计算

专题：计算题

分析：100mL 0.1mol?L^-1硫酸铝铵[NH₄Al（SO₄）₂]，NH₄Al（SO₄）₂物质的量为0.01mol．溶液含有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，SO₄^2-0.02mol．
关键弄清楚反应顺序，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（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），以此来解答．

解答： 解：100mL 0.1mol?L^-1硫酸铝铵[NH₄Al（SO₄）₂]，NH₄Al（SO₄）₂物质的量为0.01mol．溶液含有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，SO₄^2-0.02mol．
关键弄清楚反应顺序，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（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）．
（1）b-c发生反应的离子方程式为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）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↓，a点的溶质为（NH₄）₂SO₄，故A正确；
B、由分析可知，溶液中NH₄⁺完全反应，此时溶液为氨水溶液又电荷守恒可知，b点溶液中一定存在：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-），故B正确；
C、由分析可知，b点沉淀为Al（OH）₃和BaSO₄，故C正确；
D、C点为氨水与偏铝酸钡溶液，0.01molAl（OH）₃完全溶解生成0.01molAlO₂^-，需再加入0.005molBa（OH）₂，一水合氨电离很弱，则点溶液中一定存在：c（AlO₂^-）＞c（Ba²⁺）＞c（NH₄⁺），故D正确，
故答案为：ABCD；
（3）由上述分析可知，a-b发生离子反应为SO₄^2-+Ba²⁺+NH₄⁺+OH^-=BaSO₄↓+NH₃?H₂O，
故答案为：SO₄^2-+Ba²⁺+NH₄⁺+OH^-=BaSO₄↓+NH₃?H₂O；
（4）当SO₄^2-完全沉淀时，共需加入0.02molBa（OH）₂，要使0.01molAl（OH）₃完全溶解，需再加入0.005molBa（OH）₂，则滴加到c点共加入Ba（OH）₂溶液的体积为

0.025mol

0.1mol/L

=0.25L=250mL；
a点到b点，发生沉淀反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，需要0.005molBa（OH）₂，即b、a两点沉淀的质量差为0.005mol×233g/mol=1.165g，
故答案为：250；1.165．

点评：本题考查了物质间的反应，明确物质的性质及离子反应先后顺序是解本题关键，明确各个拐点溶液中存在的溶质，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，为易错点，题目难度较大．