Question

將總量為4molNa₂O₂和Al₂（SO₄）₃的混合物投入足量水中，充分反應(yīng)后生成Ymol沉淀（Y＞0），若以x表示原混合物中Na₂O₂的物質(zhì)的量．
（1）試建立Y=f（x）的函數(shù)關(guān)系式，將x的取值Y=f（x）關(guān)系式填寫在表內(nèi)（可以不用填滿）

x值	Y=f（x）

（2）作圖

Answer 1

解：（1）Na₂O₂為xmol，則Al₂（SO₄）₃為（4-x）mol，
據(jù)Na原子守恒得n（NaOH）=2n（Na₂O₂）=2Xmol，
根據(jù)Al原子守恒得n（Al³⁺）=2n[Al₂（SO₄）₃]=2（4-X）mol，
Na₂O₂和與H₂O反應(yīng)生成的NaOH，恰好與Al₂（SO₄）₃反應(yīng)時，生成的Al（OH）₃沉淀量最大，所以有n（Al³⁺）：n（NaOH）=1：3，即2（4-X）mol：2Xmol=1：3，解得，X=3，所以（4-X）mol=1mol，即n（Na₂O₂）：n[Al₂（SO₄）₃]=3：1．
當n（Na₂O₂）：n[Al₂（SO₄）₃]≤3：1時，NaOH不足，根據(jù)NaOH計算Al（OH）₃的量，根據(jù)OH^-守恒有2X=3Y，即Y=X．
由于n（Na₂O₂）：n[Al₂（SO₄）₃]≤3：1，Y＞0；所以Xmol：（4-X）mol≤3：1，X＞0，聯(lián)立解得，0＜X≤3．
當n（Na₂O₂）：n[Al₂（SO₄）₃]＞3：1時，Al的存在有Al（OH）₃和AlO₂^-兩種，有XmolNa₂O₂，
則Al₂（SO₄）₃為（4-X）mol，
據(jù)Na原子守恒得n（NaOH）=2n（Na₂O₂）=2Xmol，
根據(jù)Al原子守恒得n（AlO₂^-）=[2（4-X）-Y]mol=（8-2X-Y）mol，由關(guān)系式
Al³⁺～～3OH^-～～Al（OH）₃ ； Al³⁺～～～～4OH^-～～～～～～～～～AlO₂^-；
3Ymol Ymol 4（8-2X-Y）mol （8-2X-Y）mol
所以，3Ymol+4（8-2X-Y）mol=2Xmol，
解得，Y=32-10X
由于n（Na₂O₂）：n[Al₂（SO₄）₃]＞3：1，Y＞0；所以Xmol：（4-X）mol＞3：1，32-10X＞0，聯(lián)立解得，3＜X＜3.2
故答案為：

x值	Y=f（x）
0＜X≤3	Y=X
3＜X＜3.2	Y=32-10X

（2）根據(jù)關(guān)系式作圖

分析：（1）Na₂O₂和與H₂O反應(yīng)生成的NaOH，恰好與Al₂（SO₄）₃反應(yīng)時，生成的Al（OH）₃沉淀量最大．根據(jù)反應(yīng)式知道此時，n（Na₂O₂）：n[Al₂（SO₄）₃]=3：1，
當n（Na₂O₂）：n[Al₂（SO₄）₃]≤3：1時，NaOH不足（或恰好反應(yīng)），與Al³⁺反應(yīng)生成Al（OH）₃，由Na₂O₂根據(jù)Na原子守恒計算NaOH的物質(zhì)的量，根據(jù)OH^-守恒由NaOH計算Al（OH）₃沉淀的量．
當n（Na₂O₂）：n[Al₂（SO₄）₃]＞3：1時，Al的存在有Al（OH）₃和AlO₂^-兩種，有XmolNa₂O₂，則Al₂（SO₄）₃為（4-X）mol，由Na₂O₂根據(jù)Na原子守恒計算NaOH的物質(zhì)的量，Na₂O₂和與H₂O反應(yīng)生成的NaOH有兩部分作用，（一）與Al³⁺反應(yīng)生成Al（OH）₃，（二）與Al³⁺反應(yīng)生成AlO₂^-，根據(jù)Al原子守恒用X、Y表示出AlO₂^-，的物質(zhì)的量，進而表示出上述兩部分消耗的NaOH的量，兩部分消耗的NaOH的物質(zhì)的量之和即為Na₂O₂和與H₂O反應(yīng)生成的NaOH．
（2）根據(jù)（1）中的關(guān)系式、條件作圖．
點評：以過氧化鈉的性質(zhì)、鋁的化合物性質(zhì)為載體，考查范圍討論計算，難度較大，關(guān)鍵在于清楚反應(yīng)過程，確定恰好反應(yīng)點，以此分段討論．