Question

19．把NaOH、AlCl₃、FeCl₃三種固體組成的混合物熔于足量水中后，有1.07g沉淀，在所得溶液中逐滴加入0.5mol/L鹽酸，加入鹽酸體積與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示，試求
（1）混合物中NaOH質(zhì)量是多少克？
（2）混合物中AlCl₃質(zhì)量是多少克？
（3）P點(diǎn)所表示的鹽酸體積是多少毫升？

Answer 1

分析 將NaOH、AlCl₃、FeCl₃三種固體組成的混合物溶于足量水，有1.07g沉淀生成，向所得的濁液中加入鹽酸時(shí)，0-10mL時(shí)沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，則鋁離子完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，沉淀為Fe（OH）₃，根據(jù)Fe元素守恒：n（FeCl₃）=n[Fe（OH）₃]；
加入鹽酸10-30mL，鹽酸和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，離子反應(yīng)方程式為：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，沉淀最大時(shí)，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，沉淀為Fe（OH）₃、Al（OH）₃，根據(jù)離子方程計(jì)算n[Al（OH）₃]，再根據(jù)Al元素守恒計(jì)算n（AlCl₃）；
加入30-PmL鹽酸，氫氧化鐵和氫氧化鋁都與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氯化鋁，溶液中的溶質(zhì)是氯化鐵、氯化鋁和氯化鈉，P點(diǎn)所加鹽酸用于中和原混合物中的NaOH，此時(shí)所加鹽酸物質(zhì)的量：n（HCl）=n（NaOH），沉淀最大時(shí)，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，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）．

解答 解：將NaOH、AlCl₃、FeCl₃三種固體組成的混合物溶于足量水，有1.07g沉淀生成，向所得的濁液中加入鹽酸時(shí)，0-10mL時(shí)沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，則鋁離子完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，沉淀為Fe（OH）₃，根據(jù)Fe元素守恒：n（FeCl₃）=n[Fe（OH）₃]=$\frac{1.07g}{107g/mol}$=0.01mol；
加入鹽酸10-30mL，鹽酸和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，離子反應(yīng)方程式為：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，沉淀最大時(shí)，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，沉淀為Fe（OH）₃、Al（OH）₃，消耗鹽酸體積為30mL-10mL=20mL=0.02L，故n[Al（OH）₃]=n（H⁺）=0.02L×0.5mol/L=0.01mol，根據(jù)Al元素守恒：n（AlCl₃）=n[Al（OH）₃]=0.01mol；
加入30-PmL鹽酸，氫氧化鐵和氫氧化鋁都與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氯化鋁，溶液中的溶質(zhì)是氯化鐵、氯化鋁和氯化鈉，P點(diǎn)所加鹽酸用于中和原混合物中的NaOH，此時(shí)所加鹽酸物質(zhì)的量：n（HCl）=n（NaOH），沉淀最大時(shí)，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，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+0.01mol×3+0.03L×0.5mol/L=0.075mol，
（1）NaOH質(zhì)量為0.075mol×40g/mol=3g，
答：混合物中NaOH質(zhì)量為3g；
（2）m（AlCl₃）=0.01mol×133.5g/mol=1.335g，
答：AlCl₃的質(zhì)量為1.335g；
（3）P點(diǎn)所加鹽酸用于中和原混合物中的NaOH，此時(shí)所加鹽酸物質(zhì)的量：n（HCl）=n（NaOH）=0.075mol，故P點(diǎn)加入鹽酸的體積為$\frac{0.075mol}{0.5mol/L}$=0.15L=150mL，
答：P點(diǎn)時(shí)加入HCl的體積150mL．

點(diǎn)評 本題以化學(xué)反應(yīng)圖象形式考查混合物計(jì)算，明確各解得發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，綜合考查學(xué)生分析計(jì)算能力，注意利用守恒進(jìn)行的解答，難度中等．