Question

【題目】將3mol/L NaOH溶液滴入到25mL一定濃度的AlCl3溶液中。下圖是整個(gè)過(guò)程的數(shù)學(xué)分析曲線。其中橫軸表示加入OH－的物質(zhì)的量，縱軸表示產(chǎn)生的Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量。據(jù)圖回答：

（1）OA曲線表示的離子反應(yīng)是：__________________________；由此可得A點(diǎn)時(shí)加入氫氧化鈉溶液的體積為____________；

（2）AB曲線表示的離子反應(yīng)為：___________，由此可得B點(diǎn)的坐標(biāo)為：_______。

（3）由上述分析，可求得AlCl3溶液中Al3+離子的濃度為：____mol/L。

（4）當(dāng)x=0.035時(shí)，鋁元素在體系中的存在形式為________，其物質(zhì)的量為____________。

Answer 1

【答案】Al3++3OH－＝Al(OH)3↓ 10mL Al(OH)3+OH－＝AlO2－+2H2O （0.04，0） 0.4 Al(OH)3、AlO2－ 0.005mol、0.005mol

【解析】

根據(jù)圖像，當(dāng)從O點(diǎn)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表示隨著氫氧化鈉的不斷加入，沉淀量逐漸增加，A點(diǎn)Al3+剛好完全沉淀，沉淀量達(dá)最大值；從A點(diǎn)到B點(diǎn)，隨著氫氧化鈉的不斷加入，沉淀量逐漸減少，B點(diǎn)時(shí)Al(OH)3剛好完全溶解。根據(jù)原子守恒和相關(guān)方程式進(jìn)行計(jì)算。

（1）當(dāng)從O點(diǎn)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表示隨著氫氧化鈉的不斷加入，沉淀量逐漸增加，因此OA曲線表示的離子反應(yīng)是：Al3++3OH-＝Al(OH)3↓。A點(diǎn)生成的氫氧化鋁是0.01mol，則A點(diǎn)消耗的n（NaOH）＝0.03mol，所以A點(diǎn)時(shí)加入氫氧化鈉溶液的體積為為0.03mol÷3mol/L＝0.01L＝10mL。

（2）AB曲線表示Al(OH)3溶于NaOH，反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3+OH-＝AlO2-+2H2O。溶解0.01mol Al(OH)3消耗氫氧化鈉0.01mol，由于之前已經(jīng)消耗了0.03mol氫氧化鈉，則B點(diǎn)的坐標(biāo)為（0.04，0）。

（3）根據(jù)鋁原子守恒可知n（AlCl3）＝0.01mol，則c（AlCl3）＝0.01mol÷0.025L＝0.4mol/L，即AlCl3溶液中Al3+離子的濃度為0.4mol/L。

（4）當(dāng)x＝0.035時(shí)，加入氫氧化鈉物質(zhì)的量大于0.03mol（A點(diǎn)）小于0.04mol（B點(diǎn)），說(shuō)明AlCl3完全沉淀后并溶解了部分Al(OH)3，鋁元素在體系中的存在形式為Al(OH)3和AlO2-。加入0.03mol氫氧化鈉時(shí)AlCl3完全沉淀生成0.01mol Al(OH)3沉淀，x＝0.035mol時(shí)，溶解Al(OH)3消耗的氫氧化鈉為0.035mol-0.03mol＝0.005mol，根據(jù)離子反應(yīng)Al(OH)3+OH-＝AlO2-+2H2O可知0.005mol氫氧化鈉溶解0.005mol Al(OH)3同時(shí)生成0.005molAlO2-，剩余的Al(OH)3為0.01mol-0.005mol＝0.005mol；當(dāng)x＝0.035時(shí)，鋁元素在體系中的存在形式為Al(OH)3和AlO2-，Al(OH)3和AlO2-物質(zhì)的量都為0.005mol。