Question

將FeCl₃、AlCl₃兩種固體混合物溶于足量水后加入一定量的NaOH溶液，產生1.07g紅褐色沉淀，再向所得濁液中逐滴滴加1.00mol?L^-1HCl溶液，加入HCl溶液的體積與生產沉淀的關系如圖所示，試回答：
（1）A點的沉淀物的化學式為

 

，理由是

 

．
（2）寫出A點至B點發(fā)生反應的離子方程式

 

．
（3）原混合物中AlCl₃的質量是

 

g，F(xiàn)eCl₃質量是

 

g．
（4）C點HCl溶液的體積為

 

mL．

Answer 1

考點：離子方程式的有關計算,鎂、鋁的重要化合物,鐵的氧化物和氫氧化物

專題：計算題

分析：圖象分析加入鹽酸反應過程是，開始沉沉的無變化，說明原氫氧化鈉過量，A點為Fe（OH）₃沉淀的質量，0-10ml鹽酸和氫氧化鈉反應，10-30ml是偏鋁酸鈉和鹽酸反應生成氫氧化鋁沉淀的過程，達到最大量沉淀后，繼續(xù)加入鹽酸，Al（OH）₃、Fe（OH）₃沉淀開始溶解到完全溶解，先分段分析圖象，分析每一段圖象發(fā)生的化學反應有哪些、拐點溶液中溶質的成分是什么，然后結合方程式、原子守恒求出各個物理量．

解答： 解：向所得濁液中，逐滴加入1mol/L鹽酸，由加入鹽酸的體積和生成沉淀的質量關系圖分析：
①0-10ml，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質量不變，
說明A點沉淀是Fe（OH）₃，m[Fe（OH）₃]=1.07g，NaOH、AlCl₃、FeCl₃組成的混合物，溶于足量水發(fā)生反應是：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl；
AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO₂和NaOH的混合液，該階段發(fā)生反應是：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
②10ml處，加入10ml鹽酸剛好中和未反應的NaOH，溶液為NaCl、NaAlO₂；
③10ml-30ml，即A點→B點，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質量增加，該階段發(fā)生反應是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，離子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓
④30ml處，NaAlO₂與鹽酸恰好反應，需鹽酸體積為：30ml-10ml=20ml，沉淀質量達到最大，溶液為NaCl溶液；
⑤30ml-C點，隨鹽酸的體積增加，沉淀的質量減少，發(fā)生反應是：Fe（OH）₃+3HCl=FeCl₃+3H₂O；Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
⑥C點，F(xiàn)e（OH）₃和Al（OH）₃完全反應，溶液為FeCl₃、AlCl₃和NaCl混合液．
（1）A處的沉淀為Fe（OH）₃，因為加入10.0mlHCl恰好中和過量的NaOH，再加HCl沉淀增多，說明[Al（OH）₄]^-轉化為Al（OH）₃，故A點沉淀為Fe（OH）₃；
故答案為：Fe（OH）₃；因為加入10.0mlHCl恰好中和過量的NaOH，再加HCl沉淀增多，說明[Al（OH）₄]^-轉化為Al（OH）₃，故A點沉淀為Fe（OH）₃；
（2）10ml-30ml，即A點→B點，隨鹽酸的體積增加，生成沉淀的質量增加，該階段發(fā)生反應是：NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，離子方程式是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，
故答案為：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓；
（3）選30ml處，計算NaOH的質量，此時，溶液為NaCl溶液，溶液中Cl^-來源于原混合物中的AlCl₃、FeCl₃和加入的30mlHCl，溶液中Na⁺來源于原混合物中的NaOH．
    NaAlO₂ +HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl
0.02mol  0.02L×1mol/L=0.02mol
由Al原子守恒得原混合物中n（AlCl₃）=n（NaAlO₂）=0.02mol，氯化鋁的質量=0.02mol×133.5g/mol=2.67g
由Fe原子守恒得原混合物中n（FeCl₃）=n[Fe（OH）₃]=

1.07g

107g/mol

=0.01mol，F(xiàn)eCl₃的質量=0.01mol×162.5g/mol=1.625g；
故答案為：2.67；1.625； 
（4）由Na⁺離子和Cl^-離子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=3n（FeCl₃）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.01mol×3+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.12mol，C點溶液為FeCl₃、AlCl₃和NaCl混合液，C點所加鹽酸用于中和原混合物中的NaOH，此時所加鹽酸物質的量：n（HCl）=n（NaOH）=0.12mol；C點所表示鹽酸的體積為：V=

0.12mol

1mol/L

=0.12L=120mL，
故答案為：120．

點評：本題考查了鋁、鎂及其化合物性質的分析判斷，圖象分析方法，對于圖象分析題的解題規(guī)律：要明確每一段圖象發(fā)生的化學反應、知道拐點代表的含義及溶液中溶質的成分，結合方程式對有關問題進行分析，題目難度中等．