Question

在50mL bmol?L^-1的AlCl₃溶液中加入50mL amol?L^-1 NaOH溶液．
（1）当a、b满足

 

条件时，无沉淀产生．
（2）当a、b满足

 

条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al（OH）₃的质量为

 

克．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：向50mL bmol?L^-1的AlCl₃溶液中加入50mL amol?L^-1 NaOH溶液，反应分两步：AlCl₃和NaOH反应的方程式，3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃3NaCl、生成的Al（OH）₃继续和NaOH反应：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，总反应：4NaOH+AlCl₃=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，然后利用铝离子和氢氧根离子以物质的量之比为1：3，恰好沉淀，1：4沉淀恰好溶解，在1：3和1：4之间沉淀部分溶解，找出临界值把范围分为三部分进行讨论．

解答： 解：（1）向的AlCl₃溶液中加入NaOH溶液，AlCl₃和NaOH反应生成Al（OH）₃，方程式为：3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl①，Al（OH）₃是两性氢氧化物，能够溶于NaOH溶液，所以生成的沉淀会减少，方程式为：NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O②，
方程式①②相加，得AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，可知，当AlCl₃和NaOH物质的量之比为1：4时，产生的沉淀恰好溶解，无沉淀，NaOH物质的量再增多也不会有沉淀生成，当NaOH和AlCl₃
4NaOH+AlCl₃=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O 
4mol   1mol
0.05a  0.05b
当n（NaOH）：n（AlCl₃）≥4：1时，没有沉淀生成，0.05a：0.05b≥4：1时，故当a、b满足a≥4b时，无沉淀产生；
故答案为：a≥4b；   
（2）向AlCl₃溶液中加入NaOH溶液，先有沉淀生成，3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl，后又有部分沉淀溶解，NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O
所以3b＜a＜4b时，会出现先有沉淀生成后又有部分沉淀溶解，发生反应时，3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl，NaOH过量，按AlCl₃的量计算，
3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl
3mol  1mol   1mol
0.15b  0.05b  0.05
剩余NaOH的物质的量为：0.05a-0.15b，Al（OH）₃淀溶解时，NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，Al（OH）₃过量，NaOH不足，按NaOH的量计算，
     NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O
      1mol        1mol
   0.05a-0.15b    0.05a-0.15b 
即生成第一过程生成Al（OH）₃0.05mol，第二过程溶解了Al（OH）₃0.05a-0.15bmol，所以剩余的Al（OH）₃物质的量为0.05b-（0.05a-0.15b ）=0.2b-0.05amol，m（Al（OH）₃）=nM=（0.2b-0.05a）mol×78g/mol=3.9（4b-a）g，
故答案为：3.9（4b-a）．

点评：本题考查的是铝的重要化合物的有关计算范围的，结合化学方程式，找出反应的临界值进行讨论，