Question

在硫酸鋁、硫酸鉀和明礬的混合溶液中，硫酸根離子的濃度0.2mol/L，加入等體積的0.2mol/L KOH溶液（混合后溶液體積變化忽略不計），使反應(yīng)生成的白色沉淀恰好完全溶解，則最后混合溶液中，鉀離子約為多少mol/L？為什么？

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：硫酸鋁、硫酸鉀和明礬的混合溶液實際為硫酸鋁、硫酸鉀的混合溶液；加入與SO₄^2-等體積、等濃度的KOH溶液時，生成的沉淀恰好完全溶解，發(fā)生總反應(yīng)為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根據(jù)方程式可知，原溶液中c（Al³⁺）=

1

4

c（OH^-），根據(jù)溶液呈電中性可知，原混合溶液中3c（Al³⁺）+c（K⁺）=2c（SO₄²），據(jù)此計算原溶液中K⁺離子的濃度，溶液中鉀離子包括KOH含有的與原溶液中的鉀離子，設(shè)溶液體積都是1L，根據(jù)n=cV計算混合后溶液中n（K⁺），進(jìn)而計算混合后K⁺的濃度．

解答： 解：加入與SO₄^2-等體積、等濃度的KOH溶液時，生成的沉淀恰好完全溶解，發(fā)生反應(yīng)為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
根據(jù)方程式可知，鋁離子的物質(zhì)的量為：n（Al³⁺）=

1

4

n（OH^-），
所以原溶液中：c（Al³⁺）=

1

4

c（OH^-）=

1

4

×0.2mol/L=0.05mol/L，
根據(jù)溶液呈電中性可知，原混合溶液中：3c（Al³⁺）+c（K⁺）=2c（SO₄^2-），
所以原溶液中：c（K⁺）=2c（SO₄^2-）-3c（Al³⁺）=2×0.2mol/L-3×0.05mol/L=0.25mol/L，
設(shè)合溶液與氫氧化鉀溶液的體積都是1L，則混合后溶液中n（K⁺）=1L×（0.25mol/L+0.2mol/L）=0.45mol，
所以反應(yīng)后的溶液中K⁺的濃度為c（K⁺）=

0.45mol

1L+1L

=0.225mol/L，
答：最后混合溶液中，鉀離子物質(zhì)的量濃度為0.225mol/L．

點評：本題考查了有關(guān)混合物的計算，題目難度中等，根據(jù)電荷守恒計算原混合溶液中鉀離子濃度是關(guān)鍵，注意掌握有關(guān)混合物反應(yīng)的計算方法與技巧．