例7:常温下由HCl、MgCl2 、AlCl3组成的混合溶液1.0 L,其物质的量浓度分别为0.1 mol/L、

0.1  mol/L、1.2 mol/L。

(1)已知溶液中的c(Mg2+)与溶液pH的关系为:lg c(Mg2+)=17-2pH

向混合溶液中加入NaOH溶液至pH=9  能否析出Mg(OH) 2沉淀?

解析:将pH=9带入lg c(Mg2+)=17-2pH  计算出c(Mg2+)=0.1 mol/L

所以不能析出Mg(OH)2沉淀。

(2)向混合溶液中加入NaOH容液,溶液中AlO2- 随pH变化如下表:

pH值

8

9

10

11

AlO2- 浓度

10-3

10-2

10-1

1

试写出碱性条件下AlO2- 与PH的关系式:

解析:常温下pH=8时,c(H+)=10-8 mol/L  c(OH-)=10-6 mol/L

c(AlO2-)=10-3 mol/L 

pH=9时,c(H+)=10-9 mol/L  c(OH-)=10-5 mol/L  c(AlO2-)=10-2 mol/L 

pH=10时,c(H+)=10-10 mol/L  cOH-)=10-4 mol/L  c(AlO2-)=10-1 mol/L

pH=11时,c(H+)=10-11 mol/L  c(OH-)=10-3 mol/L  c(AlO2-)=100 =1 mol/L

不难发现  c(OH-)=10-3 C(AlO2-)  ①

因为c(OH-)=Kw/ C(H+)=10-14/ c(H+) ②

由pH= -lg c(H+)有c(H+)=10-pH  ③

联立①②③有:c(AlO2-) = 10pH-11(提示:关系式是否正确,可带入检验)

(3)向混合溶液中加入NaOH容液,使溶液的pH=11,需要加入NaOH    g(忽略溶液的体积变化)

解析:(方法一)  中和盐酸消耗NaOH的物质的量为0.1 mol,

因pH=11,沉淀Mg2+消耗NaOH的物质的量为0.2 mol,

pH=11时,c(AlO2-) = 1 mol/L, n(AlO2-)=1 mol  因为溶液呈碱性,所以Al3+不能大量共存,由Al元素质量守恒有:nAl(OH)3=n(Al)- n(AlO2-),nAl(OH)3 =0.2 mol  1 mol Al3+转化为AlO2- 需要4 mol OH-,0.2 mol Al3+ 转化为Al(OH)3需要0.6 mol OH- ,所以需要加入NaOH的物质的量为:

n(NaOH)=0.1+0.2+4+0.6=4.9 mol  m(NaOH)=196 g

(方法二)pH=11时,溶液中溶质为NaCl和NaAlO2溶液,由质量和电荷守恒有:

n(Na+) = n(AlO2-) + n(Cl-)  而n(Cl-) = 0.1+0.1×2+1.2×3=3.9 mol

n(AlO2-) = 1 mol  所以n(NaOH)= n(Na+)=4.9 mol  m(NaOH)=196 g

从这里读者不难发现用守恒法的好处!

实战演戏:

 0  332589  332597  332603  332607  332613  332615  332619  332625  332627  332633  332639  332643  332645  332649  332655  332657  332663  332667  332669  332673  332675  332679  332681  332683  332684  332685  332687  332688  332689  332691  332693  332697  332699  332703  332705  332709  332715  332717  332723  332727  332729  332733  332739  332745  332747  332753  332757  332759  332765  332769  332775  332783  447090 

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