Question

為了測定一定質(zhì)量的銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)，某化學課外活動小組設(shè)計了如下兩個方案：
方案Ⅰ：銅鋁混合物  

足量溶液A

充分反應(yīng)

   測定生成氣體的體積
方案Ⅱ：銅鋁混合物  

足量溶液B

充分反應(yīng)

  測定剩余固體的質(zhì)量
回答下列問題：
（1）小組成員一致認為兩個方案都可行，你認為在實驗室中選擇方案

 

更便于實施．
（2）小組成員一致認為兩個方案中可供選擇的溶液A和B有很多，你認為在兩個方案中溶液A可能是

 

，B可能是

 

．（填編號）
a．稀鹽酸        b．氫氧化鈉溶液        c．硫酸銅溶液
（3）小組成員為探究Cu²⁺、Al³⁺在溶液中是否可以依次轉(zhuǎn)化為沉淀而析出，設(shè)計了如下實驗：向含有0.01molHNO₃、0.001molCu（NO₃）₂、0.045molAl（NO₃）₃的溶液中逐滴加入一定濃度的NH₃H₂O溶液，使混合溶液的PH值不斷升高，當加至溶液的體積為45mL時Al³⁺開始反應(yīng)生成成沉淀，當加至溶液的體積為50mL時Cu²⁺開始反應(yīng)生成沉淀．（不考慮溶液的體積變化）
【查閱資料】：常溫下K_sp[Al（OH）₃]=1.0×10^-33mol?L^-4，K_sp[Cu（OH）₂]=2.0×10^-20mol?L^-3．
①Al（OH）₃開始析出時溶液的PH值？
②若溶液中離子的濃度約為1.0×10^-5mol?L^-時可視為沉淀完全，則當Al（OH）₃沉淀完全時，Cu（OH）₂是否析出？

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）測固體質(zhì)量比測氣體體積易進行；
（2）因鋁具有兩性，而銅不能與堿、無氧化性酸反應(yīng)，所以A和B是鹽酸或氫氧化鈉時，都與鋁反應(yīng)；
（3）依據(jù)氫氧化鋁飽和溶液中溶度積常數(shù)計算氫氧化鋁開始沉淀溶液中的氫離子濃度計算，依據(jù)完全沉淀得到c（Al³⁺）為1×10^-5 mol?L^-1，計算c（OH^-），利用Cu（OH）₂的溶度積K_sp=8.0×10^-38判斷是否有沉淀形成．

解答： 解：（1）體積的測量是有一定難度的，要依據(jù)外界條件，而質(zhì)量是很容易準確測定的，故方案Ⅱ更容易實施，故答案為：Ⅱ；
（2）因鋁具有兩性，而銅不能與堿、無氧化性酸反應(yīng)，所以A和B是鹽酸或氫氧化鈉時，都與鋁反應(yīng)，故答案為：a或b；a或b；
（3）①Al（OH）₃的溶度積K_sp=1.0×10^-33，當鋁離子開始沉淀時濃度為：液中CuSO₄的濃度為

0.045mol

0.045L

=1mol/L，
依據(jù)溶度積常數(shù)c（Al³⁺）×c³（OH^-）=1.0×10^-33，c³（OH^-）=

1.0×10-33

1

=10^-33；
得到c（OH^-）=10^-11mol/L，
依據(jù)水溶液中的離子積c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；c（H⁺）=10^-3mol/L，溶液pH=3，
則Al（OH）₃開始沉淀時溶液的pH為3；
答：Al（OH）₃開始析出時溶液的pH值為3；
②殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時就認為沉淀完全，Al（OH）₃的溶度積K_sp=1.0×10^-33，c（Al³⁺）×c³（OH^-）=1.0×10^-33，c³（OH^-）=

1.0×10-33

10-5

=10^-28，得到c（OH^-）=

3	0.1

×10^-9mol/L，c（Cu²⁺）=

0.001mol

0.05L

=0.02mol/L，
c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=0.02×（

3	0.1

×10^-9）²=2×（

3	0.1

）²×10^-20＜2.0×10^-20，故無沉淀析出，
答：當Al（OH）₃沉淀完全時，無Cu（OH）₂沉淀形成．

點評：本題考查了實驗方案的評價及沉淀溶解平衡的計算，中等難度，注意利用溶度積來判斷沉淀的生成或溶解．