Question

在m mLbmol/LAlCl₃溶液中加入等體積amol/LNaOH溶液，回答下列問題：
（1）當(dāng)a≤3b時(shí)，生成Al（OH）₃沉淀的物質(zhì)的量為

 

mol．
（2）當(dāng)a、b滿足

 

條件時(shí)，無沉淀生成．
（3）當(dāng)a、b滿足

 

、

 

條件時(shí)，有沉淀生成．生成的Al（OH）₃沉淀的物質(zhì)的質(zhì)量分別為

 

g和

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：鎂、鋁的重要化合物,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：NaOH溶液與AlCl₃溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：①AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，②AlCl₃+4NaOH═NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，
當(dāng)n（NaOH）：n（AlCl₃）≤3：1，只發(fā)生反應(yīng)①，氫氧化鈉完全反應(yīng)，氯化鋁可能恰好反應(yīng)，也可能有剩余，根據(jù)氫氧化鈉計(jì)算生成氫氧化鋁的物質(zhì)的量；
當(dāng)n（NaOH）：n（AlCl₃）≥4：1，只發(fā)生反應(yīng)②，氯化鋁完全反應(yīng)，氫氧化鈉可能恰好反應(yīng)、也可能有剩余，沒有氫氧化鋁生成；
當(dāng)3：1＜n（NaOH）：n（AlCl₃）＜4：1，發(fā)生反應(yīng)①、②，氯化鋁與氫氧化鈉都完全反應(yīng)，鋁元素以氫氧化鋁、偏鋁酸鈉存在；據(jù)此解答．

解答： 解：NaOH溶液與AlCl₃溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：①AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，②AlCl₃+4NaOH═NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，
當(dāng)n（NaOH）：n（AlCl₃）≤3：1，只發(fā)生反應(yīng)①，氫氧化鈉完全反應(yīng)，氯化鋁可能恰好反應(yīng)，也可能有剩余，根據(jù)氫氧化鈉計(jì)算生成氫氧化鋁的物質(zhì)的量；
當(dāng)3：1＜n（NaOH）：n（AlCl₃）＜4：1，發(fā)生反應(yīng)①、②，氯化鋁與氫氧化鈉都完全反應(yīng)，鋁元素以氫氧化鋁、偏鋁酸鈉存在；
當(dāng)n（NaOH）：n（AlCl₃）≥4：1，只發(fā)生反應(yīng)②，氯化鋁完全反應(yīng)，氫氧化鈉可能恰好反應(yīng)、也可能有剩余，沒有氫氧化鋁生成，
（1）當(dāng)a≤3b時(shí)，即n（NaOH）：n（AlCl₃）≤3：1，只發(fā)生反應(yīng)①，且AlCl₃過量，氫氧化鈉完全反應(yīng)，生成沉淀用氫氧化鈉的量計(jì)算：
AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，
      3mol     1mol
     0.001ma  n（Al（OH）₃）
 n（Al（OH）₃）=

0.001ma

3

mol；
故答案為：

0.001ma

3

mol；
（2）若無沉淀生成，則反應(yīng)①②都發(fā)生，且反應(yīng)①中生成的氫氧化鋁在反應(yīng)②中完全反應(yīng)，即：氯化鋁完全反應(yīng)，氫氧化鈉可能恰好反應(yīng)、也可能有剩余，可以看做發(fā)生反應(yīng)；AlCl₃+4NaOH═NaAlO₂+3NaCl+2H₂O
n（NaOH）：n（AlCl₃）≥4：1，故0.001ma：：0.001mb≥4：1，整理得：a≥4b；
故答案為：a≥4b；
（3）有沉淀生成，則只發(fā)生①或發(fā)生反應(yīng)①、②（②中NaOH的量不足）
只發(fā)生①時(shí)：AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl；AlCl₃過量或恰好完全反應(yīng)，則有n（AlCl₃）：n（NaOH）≥1：3，即0.001mb：0.001ma≥1：3，
整理得：a≤3b，
AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，
      3mol    78g    
  0.001ma   m（Al（OH）₃）
 m（Al（OH）₃）=0.026mag；
若發(fā)生反應(yīng)①、②，則在反應(yīng)①中NaOH過量，在反應(yīng)②中NaOH不足       
即在反應(yīng)3NaOH+AlCl₃═Al（OH）₃↓+3NaCl中，NaOH過量，在反應(yīng)4NaOH+AlCl₃═NaAlO₂+3NaCl+2H₂O中，NaOH不足，需要滿足3：1≤n（NaOH）：n（AlCl₃）＜4：1，即3：1≤0.001ma：0.001mb＜4：1，整理得：3b≤a＜4b；
此時(shí)溶液中只存在NaCl和NaAlO₂，n（Na+）=n（NaCl）+n（NaAlO₂），溶液中的鈉離子全部來自氫氧化鈉，由鈉離子守恒知：n（Na⁺）=n（NaOH）=0.001mamol，由氯離子守恒知：n（NaCl）=3n（AlCl₃）=0.003mbmol，故溶液中n（NaAlO₂）=（0.001ma-0.003mb）mol，根據(jù)鋁元素守恒，n[Al（OH）₃]=0.001mbmol-（0.001ma-0.003mb）mol=0.001m（4b-a）mol，沉淀的質(zhì)量：m[Al（OH）₃]=n[Al（OH）₃]×M=0.001m（4b-a）mol×78g/mol=[0.078m（4b-a）]g
故答案為：a≤3b；3b≤a＜4b；0.026ma；0.078m（4b-a）

點(diǎn)評(píng)：本題考查討論型計(jì)算、鋁元素化合物的性質(zhì)等，難度中等，清楚發(fā)生的反應(yīng)，進(jìn)行討論解答．原子守恒法的應(yīng)用可以使解題變的簡單．