题目内容

【题目】随原子序数递增,八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。

根据判断出的元素回答问题:

上述元素可组成盐R:zx4f(gd4)2。向盛有10mL 1mol·L-1R溶液的烧杯中滴加1mol·L-1NaOH溶液,沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下:

(1)R溶液中,离子浓度由大到小的顺序是___________________________________

(2)写出m点反应的离子方程式:__________________________________________。

(3)若在R溶液中改加20mL 1.2mol·L-1 Ba(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为________ mol。

【答案】c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)NH4++OH-===NH3·H2O0.022

【解析】

从图中的化合价和原子半径的大小,可知x是H元素,y是C元素,z是N元素,d是O元素,e是Na元素,f是Al元素,g是S元素,h是Cl元素。

(1)盐NH4Al(SO4)2在溶液中发生电离:NH4Al(SO4)2=NH4++Al3++2SO42-,NH4+、Al3+发生水解反应,消耗水电离产生的OH-,使溶液中c(H+)增大,当最终溶液达到平衡时,c(H+)>c(OH-),溶液显酸性;由于Al3+水解程度大于NH4+,因此c(NH4+)>c(Al3+),盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,因此溶液中离子浓度大小关系是:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-),故答案为:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-);

(2)m点过程中加入氢氧化钠,沉淀物质的量不变,是NH4+与OH-反应生成NH3H2O,离子方程式为NH4++OH-=NH3H2O,故答案为:NH4++OH-=NH3H2O;

(3)10mL 1molL-1 NH4Al(SO4)2溶液中Al3+ 物质的量为0.01mol,NH4+的物质的量为0.01mol,SO42-的物质的量为0.02mol,20mL 1.2 molL-1Ba(OH)2溶液中Ba2+物质的量为0.024mol,OH-为0.048mol,由SO42-+Ba2+=BaSO4↓,可知SO42-不足,故可以得到0.02mol BaSO4,

Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓

0.01mol 0.03mol 0.01mol

反应剩余OH-为0.048mol-0.03mol=0.018mol,

NH4+ + OH- = NH3H2O

0.01mol 0.01mol

反应剩余OH-为0.018mol-0.01mol=0.008mol,

Al(OH)3 + OH-=AlO2-+2H2O

0.008mol 0.008mol

故得到Al(OH)3沉淀为0.01mol-0.008mol=0.002mol,则最终得到固体为0.02mol+0.002mol=0.022mol,故答案为:0.022。

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